JPH06231Y2 - レーザ切断加工機におけるフォーカスヘッド支持機構 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は所定のレーザビームを照射して穿孔、切断、溶
接等の作業を行うレーザ切断加工機におけるフォーカス
ヘッド支持機構に関する。

［従来の技術］ レーザ加工機は、レーザ発振器から発振したレーザビー
ムをフォーカスヘッドへ導き、フォーカスヘッドから被
加工物の加工面に照射して加工を行う。このレーザビー
ムによる良好な加工を行うためにはフォーカスヘッドか
ら照射されるレーザビームの焦点が加工面に適切に当る
必要があるため、フォーカスヘッドの先端と被加工物の
加工面の間隔をレーザビームの焦点が上記の如くなるよ
うに調節されている。しかるに、被加工物の加工面は必
ずしも平らではなく凹，凸面がある場合が多く、このよ
うな場合、フォーカスヘッドを固定してしまうと、加工
面が凹部，凸部の箇所である場合、フォーカスヘッドと
加工面との距離が変化しレーザビームの焦点が合わなく
なっていしまい、良好的な加工が得られなくなってしま
う。このため、被加工物の加工面の凹面，凸面に応じて
フォーカスヘッドを上下動させ、常にフォーカスヘッド
の先端と被加工物の加工面との距離を一定に保つ必要が
ある。

従来、一般に使用されているところの、被加工物の加工
面の凹面，凸面に沿ってフォーカスヘッドを上下動させ
フォーカスヘッドの先端と被加工物の加工面との距離を
一定に保つことができるようにしたフォーカスヘッド支
持機構は、第６図に示すように、サーボモータ１５に連
結された送りねじ１６にフォーカスヘッド１７を保持す
るホルダー１８を螺合して支持させ、そして前記ホルダ
ー１８には被加工物Ａの加工面と摺接するように配設さ
れた接触子１９と、この接触子１９が加工面の凹凸面に
摺接することによる変位量を感知して前記サーボモータ
１５を駆動し送りねじ１６の回転を制御することによ
り、ホルダー１８を上下動させる変位感知器２０を設
け、フォーカスヘッド１７と被加工物Ａの加工面との間
の距離が常に一定に保たれるような構成となっている。

［考案が解決しようとする課題］ 上記した従来のフォーカスヘッド支持機構によれば、構
造が複雑であり支持機構そのものが大きなってしまい、
またフォーカスヘッドの調節やメンテナンスが面倒であ
り、更にはコストも高いものとなってしまうといった問
題があった。

本考案は上記従来のフォーカスヘッド支持機構の問題点
を解消することを解決課題とするものである。

［課題を解決するための手段］ 本考案は上記課題を解決するために、支持フレームに被
加工物方向にロッドを進退させるシリンダを設け、この
シリンダのロッドに板ばねをロッドに直交させて固定
し、この板ばねの端部にフォーカスヘッド取付ベースを
固定し、フォーカスヘッド取付ベースにはフォーカスヘ
ッドとこのフォーカスヘッドの先端と加工物との距離を
一定に保つ倣いバーを固定した構成とした。

［作用］ シリンダを操作してロッドを進退させると、板ばねを介
してフォーカスヘッド取付ベースは同方向に進退し、フ
ォーカスヘッド取付ベースに固定したフォーカスヘッド
及び倣いバーも同方向に進退する。被加工物の加工に際
しては、シリンダを操作してロッドを進出させ、フォー
カスヘッド取付ベースに固定した倣いバーを被加工物の
加工面に若干の押圧力を与えて当接させる。しかして、
倣いバーにより、フォーカスヘッドの先端と被加工物の
加工面との間隔は所定の距離に保たれる。この被加工物
の加工面に凹面部，凸面部がある場合、該加工面を摺動
する倣いバーは、凹面部では前記進出方向に受けている
若干の押圧力によって凹面に沿って摺動し全体が同方向
に進出することにより同面との接触状態が続き、同面と
フォーカスヘッドの先端との間隔は保たれ、そして凸面
部では倣いバーが凸面部に乗り上ることによりフォーカ
スヘッド取付ベースが板ばねを曲げるようにして後退方
向に押されて移動しフォーカスヘッドの先端と加工面と
の間隔は一定に保たれる。

［実施例］ 以下、本考案を図面に示す実施例に基づいて詳細に説明
するが本考案は実施例に限定されるのもではない。

図面において、１は機体の動作部（図示せず）に設けら
れた支持フレームであり、この支持フレーム１は後述す
るフォーカスヘッドを支持し動作部の動作によりフォー
カスヘッドを被加工物の加工面に接近離反及び加工方向
に移動させるものである。２はエアシリンダであり、こ
のエアシリンダ２はロッド３が被加工物Ａ方向に進退す
るように前記支持フレーム１に設けられている。４，５
はエアシリンダ２内にエアを送りまたシリンダ２内のエ
アを排出させるエアホース、６はシリンダ２を支持フレ
ーム１に取り付ける取付体である。７は前記ロッド３の
先端に該ロッド３と直交させて固定した板ばねであり、
この板ばね７として重ね板ばねを使用しており、上側即
ちシリンダ２寄りの板ばね７ａが長く下側即ちロッド３
の先端側に従つて短い板ばね７ｂ，７ｃが重ねられてい
る。

８は支持フレーム１にガイドレール21により前記シリン
ダ２のロッド３の進退方向と同方向に移動自在に支持さ
れているフォーカスヘッド取付ベースである。このフォ
ーカスヘッド取付ベース８は前記シリンダ２のロッド３
に固定されている板ばね７の上側板ばね７ａに接続固定
されており、シリンダ２の操作により進退するロッド３
により板ばね７を介して同方向に進退するようになって
いる。

９はフォーカスヘッド取付ベース８に固定されているフ
ォーカスヘッドであり、このフォーカスヘッド９はレー
ザビームを被加工物Ａに照射する先端１０をロッド３の
進出方向に向けて固定されている。１１はフォーカスヘ
ッド取付ベース８に固定されている倣いバーであり、こ
の倣いバー１１は前記フォーカスヘッド９の先端１０の
近傍に被加工物Ａの加工面に当接する当接部１２を有し
ており、この当接部１２を被加工物Ａの加工面に当接さ
せることにより、フォーカスヘッド１０の先端１０と被
加工物Ａの加工面との距離を一定に保つようになってい
る。しかして、被加工物Ａの加工面に凹面部や凸面部が
あっても、倣いバー１１の当接部１２が被加工物Ａの加
工面に当接している限りフォーカスヘッド９の先端１０
と被加工物Ａの加工面との間の距離は常に一定に保たれ
る。

上記の構成から、エアシリンダ２にエアを送って操作
し、ロッド３を進出，後退させると、板ばね７を介して
フォーカスヘッド取付ベース８は同方向に進出，後退
し、このフォーカスヘッド取付ベース８に固定してある
フォーカスヘッド９及び倣いバー１１も同方向に進出，
後退する。そして、被加工物Ａの加工に際しては、前記
ロッド３の進出方向を被加工物Ａの加工面に向け、エア
シリンダ２を操作してロッド３を進出させ、フォーカス
ヘッド取付ベース８に固定して倣いバー１１の当接部１
２を被加工物Ａの加工面に若干の押圧力を与えて当接さ
せる（第３図）。この倣いバー１１に与えられた押圧力
は、エアシリンダ２によってもよく、或はフォーカスヘ
ッド取付ベース８やフォーカスヘッド９の自重による押
圧力であってもよい。このようにして、倣いバー１１に
よりフォーカスヘッド９の先端１０と被加工物Ａの加工
面との間隔は所定の距離に保たれる。この状態から、フ
ォーカスヘッド９の先端１０よりレーザビームが被加工
物Ａに照射され、前記した支持フレーム１の移動に伴い
フォーカスヘッド９が被加工物Ａの加工面上を移動し被
加工物Ａの加工が行われる。この加工時に、フォーカス
ヘッド９の移動は倣いバー１１の移動も伴い、倣いバー
１１の当接部１２は加工面を摺動する。このとき、加工
面に凹面部１３や凸面部１４がある場合、凹面部１３に
至ると前記した押圧力によりその凹に沿ってフォーカス
ヘッド取付ベース８自体が進出し（図上下方）、倣いバ
ー１１の当接部１２は凹面部１３に当接した状態を保ち
（第４図）、そして凸面部１４に至るとその凸に倣いバ
ー１１が乗り上りフォーカスヘッド取付ベース８が板ば
ね７を押し上げるようにして後退し（第５図上方）、こ
の結果フォーカスヘッド９の先端１０と被加工物Ａの加
工面との間の距離は、加工面の凹面部１３，凸面部１４
にあっても常に一定に保持される。

［考案の効果］ 以上のように本考案に係るレーザ切断加工機におけるフ
ォーカスヘッド支持機構によれば、支持フレームに被加
工物方向にロッドを進退させるシリンダを設け、このシ
リンダのロッドに板ばねをロッドに直交させて固定し、
この板ばねの端部にフォーカスヘッド取付ベースを固定
し、フォーカスヘッド取付ベースにはフォーカスヘッド
とこのフォーカスヘッドの先端と加工物との距離を一定
に保つ倣いバーを固定してなるものであるから、シリン
ダの操作により、フォーカスヘッドを被加工物に対し接
近，離反させることができ、そして、加工時にシリンダ
を操作してフォーカスヘッドを被加工物に接近させ、倣
いバーを加工面に当接させておくことにより、加工面に
凹面部や凸面部があってもフォーカスヘッドと被加工物
の加工面との間の距離を常に一定に保ちながら加工する
ことができ、そしてかかる支持構成は従来の電気的に制
御する支持機構に比べ機械的であり簡単な構造となって
いるので、その取扱いや調節が容易であり、更には低コ
ストで得ることができるといった効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例を示しロッドを進出させた
状態を示す斜視図、第２図はロッドを後退させた状態を
示す斜視図、第３図は倣いバーを被加工物の加工面に当
接させた状態を示す説明図、第４図は倣いバーが加工面
の凹面部に当接している状態を示す説明図、第５図は倣
いバーが加工面の凸面部に当接している状態を示す説明
図、第６図は従来のフォーカスヘッド支持機構を示す説
明図である。 １…支持フレーム ２…シリンダ ３…ロッド ７…板ばね ８…フォーカスヘッド取付ベース ９…フォーカスヘッド １０…フォーカスヘッドの先端 １１…倣いバー

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】支持フレームに被加工物方向にロッドを進
   退させるシリンダを設け、このシリンダのロッドに板ば
   ねをロッドに直交させて固定し、この板ばねの端部にフ
   ォーカスヘッド取付ベースを固定し、フォーカスヘッド
   取付ベースにはフォーカスヘッドとこのフォーカスヘッ
   ドの先端と加工面との距離を一定に保つ倣いバーを固定
   してなるレーザ切断加工機におけるフォーカスヘッド支
   持機構。