JPH05138384A - レーザ加工機の加工ヘツドユニツト着脱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 レーザ加工機における加工ヘッドの昇降筒か
ら集光レンズを備えた加工ヘッドを自動的かつ直線的
に、しかもも短時間で着脱するようにしたレーザ加工機
の加工ヘッドユニット着脱装置を提供する。 【構成】 レーザ加工機１における加工ヘッド９にレー
ザビームＬＢが垂直に透過自在の第１昇降筒３９と第２
昇降筒４１を一体化して上下動自在に設けられている。
この第２昇降筒４１の下部に着脱交換自在に装着した加
工ヘッドユニット２５の上部には、第２昇降筒４１の係
合孔４３に係脱自在の筒状突出部５５が設けられてい
る。この筒状突出部５５の外周面に形成した周溝５７に
係脱自在な爪部８１Ｔを先端部に備えた複数のクランプ
フィンンガー８１を、係合孔４３内に上下動自在に備え
た筒状のピストン６９の下部に開閉自在に装着してなる
ことを特徴とする。

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
ヘッドユニット着脱装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、レーザ加工機で先端にレーザノズ
ルを装着したレーザ加工ヘッドをＹ軸方向へ、ワークを
載置したワークテーブルをＸ軸方向へ移動せしめて、ワ
ークテーブル上のワークの所望位置にレーザ加工ヘッド
の先端に装着されたレーザノズルからレーザビームを照
射してレーザ加工が行なわれている。

【０００３】しかも、レーザノズルからのレーザビーム
をワークに照射してレーザ加工を行なう際には、ワーク
にピアス加工を行なった後に例えば切断加工が行なわれ
ている。また、ワークの材質や板厚などによって加工ヘ
ッドに備えた集光レンズの焦点距離を正確に合せる必要
がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の加工ヘッドに備えた集光レンズの焦点距離を、ワー
クの材質、板厚などにより正確に合せるための手段とし
ては、作業者によって集光レンズを上下動せしめるよう
にして最適な焦点距離を合わせているため、その調整に
手間がかかると共に調整が難かしいという問題があっ
た。

【０００５】また、集光レンズの調整では最適な焦点距
離が合わない場合には、加工ヘッドをＺ軸キャレッジか
ら取外して、新しい最適な焦点距離をもった集光レンズ
を有している加工ヘッドを人手により交換しているた
め、この交換に時間がかかるという問題があった。

【０００６】この発明の目的は、上記問題点を改善する
ため、ワークの各材質、板厚などに合った最適な焦点距
離を集光レンズでレーザ加工するために、集光レンズを
備えた加工ヘッドユニットを加工ヘッドから自動的にか
つ直接的に着脱できて、他の加工ヘッドユニットと交換
可能にしたレーザ加工機の加工ヘッドユニット着脱装置
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、レーザ加工機における加工ヘッドにレ
ーザビームが垂直に透過自在の昇降筒を上下動自在に設
け、この昇降筒の下部に着脱交換自在に装着した加工ヘ
ッドユニットの上部に、前記昇降筒の係合孔に係脱自在
の筒状突出部を設け、この筒状突出部の外周面に形成し
た周溝に係脱自在な爪部を先端部に備えた複数のクラン
プフィンンガーを、前記係合孔内に上下動自在に備えた
筒状のピストンの下部に開閉自在に装着してレーザ加工
機の加工ヘッドユニット着脱装置を構成した。

【０００８】

【作用】この発明のレーザ加工機の加工ヘッドユニット
着脱装置を採用することにより、加工ヘッドに昇降筒が
上下動自在に設けられていると共にこの昇降筒に係合孔
が設けられている。また、加工ヘッドユニットの上部に
は筒状突出部が設けられている。この筒状突出部の外周
面には周溝が形成されている。

【０００９】さらに、前記昇降筒に設けられた係合孔内
に上下動自在な筒状のピストンが備えられている。この
ピストンの下部に、爪部を先端部に備えた複数のクラン
プフィンガーが開閉自在に装着されている。

【００１０】したがって、ピストンを作動せしめると、
複数のクランプフィンガーの爪部が筒状突出部の外周面
に形成された周溝から係脱されるので、加工ヘッドの昇
降筒から加工ヘッドユニットが自動的に着脱される。

【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。

【００１２】図６を参照するに、レーザ加工機１には床
面上にＸ軸方向へ延伸した箱形状のベース３が設けられ
ている。このベース３上には例えば駆動モータ，ボール
ねじなどによってＸ軸方向へ移動自在な加工テーブル５
が設けられている。この加工テーブル５上にはワークを
載置支持した加工パレットが載せられて、加工テーブル
５にパレットクランプによってクランプされる。

【００１３】前記ベース３のＸ軸方向におけるほぼ中央
部にはベース３に跨がった門型形状のフレーム７が立設
されている。このフレーム７の上部フレーム７ＵにはＹ
軸方向へ移動自在なＹ軸キャレッジ９が設けられてい
る。このＹ軸キャレッジ９内にはレーザビームを折り曲
げるベンドミラーが備えられている。このＹ軸キャレッ
ジ９はＹ軸方向に延伸して設けられている回転自在なボ
ールねじ１１に螺合されている。このボールねじ１１の
一端は駆動ボックス１３を介して駆動モータ１５に連動
連結されている。

【００１４】上記構成により、駆動モータ１５を駆動せ
しめると、駆動ボックス１３を介してボールねじ１１が
回転されＹ軸キャレッジ１１がＹ軸方向へ移動されるこ
とになる。

【００１５】前記Ｙ軸キャレッジ９の下部にはＺ軸キャ
レッジ１７を介して加工ヘッド１９が設けられており、
この加工ヘッド１９内にはＹ軸キャレッジ９に備えられ
たベンドミラーで折り曲げられたレーザビームを集光せ
しめる集光レンズが備えられている。しかも、前記加工
ヘッド１９の先端（下端）には加工パレット上に載置支
持されているワークへ向けてレーザビームを照射するた
めのノズル２１が設けられている。

【００１６】前記フレーム７の右フレームにはレーザ加
工機１を制御せしめてレーザ加工を行なうための制御装
置（ＮＣ装置）２３が設けられている。

【００１７】上記構成により、制御装置２３を作動させ
レーザ加工機１を制御せしめることにより、加工テーブ
ル５をＸ軸方向へ、Ｙ軸キャレッジ９をＹ軸方向へ移動
せしめると、図示省略のレーザ発振器より発振されたレ
ーザビームがベンドミラーを通り加工ヘッド１９内の集
光レンズで集光され、さらにノズル２１から下方へ照射
されて、加工パレット上に載置支持されたワークにレー
ザ加工が行なわれることになる。

【００１８】前記加工ヘッド１９には詳細を後述する
が、集光レンズを備えた加工ヘッドユニット２５が着脱
可能に装着されている。そして、前記フレーム７の右フ
レームにおける内側には、焦点距離の異なった集光レン
ズを備えた加工ヘッドユニット２５を複数ストックして
あるヘッドマガジン２７がＸ軸方向へ移動自在に設けら
れている。ヘッドマガジン２７の一例としては、例えば
図５に示されているように支持ブラケット２９がフレー
ム７の右フレームにＸ軸方向へ移動自在に設けられてい
る。そして、支持ブラケット２９には例えばＵ字形状の
係合溝３１が形成されており、この係合溝３１に加工ヘ
ッドユニット２５の外周に形成された溝からなる係合部
２５Ｋが係合されてストックされている。したがって、
この支持ブラケット２９の係合溝２９に係合されている
各加工ヘッドユニット２５が加工ヘッド１９に装着され
ると、矢印で示したごとく、Ｙ軸方向へ移動せしめるこ
とによって、外されることになる。加工ヘッドユニット
２５を係合溝３１に係合せしめる場合には、上述の逆の
動作を行なえばよい。

【００１９】したがって、ヘッドマガジン２５にストッ
クされている各種の焦点処理の異なった集光レンズを備
えた加工ヘッドユニット２５から、ワークの材質，板厚
に合った集光レンズを備えた加工ヘッドユニット２５を
選択して自動的に交換を行なうことができるものであ
る。

【００２０】前記加工ヘッド１９の詳細が図１〜図４に
示されている。図１〜図４において、レーザ加工ヘッド
１９としては、加工ヘッド本体３３の下部に複数のボル
ト３５，位置決めピン３７によりレーザビームＬＢが垂
直に透過自在の第１昇降筒３９が上下動自在に取付けら
れている。この第１昇降筒３９の下部には第２昇降筒４
１が装着されて一体化されている。この第２昇降筒４１
には係合孔４３が設けられている。

【００２１】第１昇降筒３９と第２昇降筒４１とが一体
化された軸心方向には水を供給する水供給通路４５と水
を排出する水排出通路４７が形成されていると共に、ア
シストガスを供給するガス供給通路４９が形成されてい
る。さらに、センサの信号線コネクタ５１ならびにウォ
ータジェット用継手５３が形成されている。

【００２２】前記第２昇降筒４１の下部には着脱交換自
在に前記加工ヘッドユニット２５が装着されている。こ
の加工ヘッドユニット２５の上部には前記係合孔４３に
係脱自在の筒状突出部５５が設けられている。しかも、
この筒状突出部５５の外周面には周溝５７が形成されて
いる。

【００２３】前記加工ヘッドユニット２５には、前記水
供給通路４５，水排出通路４７およびガス供給通路４９
に連通する水供給通路５９，水排出通路６１およびガス
供給通路６３が設けられている。さらに、前記信号線コ
ネクタ５１，ウォータジェット用継手５３に係脱する被
信号線コネクタ６５，被ウォータジェット用継手６７が
設けられている。

【００２４】前記第２昇降筒４１に設けられた係合孔４
３内の上部には上下動自在な筒状のピストン６９が備え
られている。このピストン６９の上部には上部ピストン
室７１が、ピストン６９の下部には下部ピストン室７３
が形成されている。しかも、下部ピストン室７３には複
数の引上げ保持用バネ７５が介在されている。

【００２５】前記ピストン６９の内側には下方向へ延伸
された中空部材７７が螺合されている。この中空部材７
７に形成された係合溝７９には先端部に爪部８１Ｔを備
えた複数のクランプフィンガー８１が係合されている。

【００２６】前記上，下部ピストン室７１，７３に連通
したエア通路８３，８５が、前記第１昇降筒３９内の軸
心方向へ図４に示したごとく設けられている。

【００２７】上記構成により、エア通路８３に圧空を供
給すると、上部ピストン室７１に送られる。上部ピスト
ン室７１に送られた圧空により、ピストン６９が図１に
おいて押し下げられて筒状突出部５５の周面に形成され
た周溝５７に係合されていたクランプフィンガー８１の
爪部８１Ｔが図１の右側に示されているように外れて
（開いて）アンクランブされる。したがって、加工ヘッ
ドユニット２５を第２昇降筒４１より自動的、かつ直線
的に、しかも短時間で外すことができる。

【００２８】また、加工ヘッドユニット２５を第２昇降
筒４１に係合させるには、上部ピストン室７１からエア
を抜くと共に、エア通路８５から下部ピストン室７３に
圧空を供給すると、引上げ保持用バネ７５の付勢力と併
せてピストン６９が上方へ引上げられる。ピストン６９
が引上げられるとクランプフィンガー８１も同時に引上
げられるので、クランプフィンガー８１の爪部８１Ｔが
加工ヘッドユニット２５における筒状突出部５５の上部
に形成された周溝５７に引っかかって係合して（閉じ
て）クランプされることになる。したがって、加工ヘッ
ドユニット２５を第２昇降筒４１に自動的つ直線的に、
しかも短時間で係合させることができる。延いては加工
ヘッドユニット２５を自動的に別の加工ヘッドユニット
２５と交換することができる。

【００２９】なお、この発明は、前述した実施例に限定
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。本実施例では加工テ
ーブル５がＸ軸方向へ、加工ヘッド１９がＹ軸方向へ移
動するレーザ加工機１で説明したが、その他のレーザ加
工機であっても構わない。

【００３０】

【発明の効果】以上のごとき実施例より理解されるよう
に、この発明によれば、特許請求の範囲に記載されたと
おりの構成であるから、加工ヘッドの昇降筒から加工ヘ
ッドユニットを自動的かつ直線的に、しかも短時間で着
脱させることができる。延いては、集光レンズを備えた
加工ヘッドユニットをワークの材質，板厚に合った最適
なものと交換させることができることになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の主要部を示し、図４におけるI-Ｉ線
に沿った断面図である。

【図２】図１におけるII−II線に沿った断面図である。

【図３】図１におけるII矢視図である。

【図４】加工ヘッドの一例を示す平面図である。

【図５】ヘッドマガジンの一例を示す斜視図である。

【図６】この発明を実施する一実施例のレーザ加工機の
斜視図である。

【符号の説明】

１ レーザ加工機 ５ 加工テーブル １９ 加工ヘッド ２１ ノズル ２５ 加工ヘッドユニット ２７ ヘッドマガジン ３９ 第１昇降筒 ４１ 第２昇降筒 ４３ 係合孔 ５５ 筒状突出部 ５７ 周溝 ６９ ピストン ７１，７３ 上，下部ピストン室 ７５ 引上げ保持用バネ ７９ 係合溝 ８１ クランプフィンガー ８１Ｔ 爪部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーザ加工機における加工ヘッドにレー
   ザビームが垂直に透過自在の昇降筒を上下動自在に設
   け、この昇降筒の下部に着脱交換自在に装着した加工ヘ
   ッドユニットの上部に、前記昇降筒の係合孔に係脱自在
   の筒状突出部を設け、この筒状突出部の外周面に形成し
   た周溝に係脱自在な爪部を先端部に備えた複数のクラン
   プフィンンガーを、前記係合孔内に上下動自在に備えた
   筒状のピストンの下部に開閉自在に装着してなることを
   特徴とするレーザ加工機の加工ヘッドユニット着脱装
   置。