JPH09108869A - Yagレーザ加工装置 - Google Patents

Yagレーザ加工装置

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JPH09108869A
JPH09108869A JP7269949A JP26994995A JPH09108869A JP H09108869 A JPH09108869 A JP H09108869A JP 7269949 A JP7269949 A JP 7269949A JP 26994995 A JP26994995 A JP 26994995A JP H09108869 A JPH09108869 A JP H09108869A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
filler wire
yag laser
laser processing
welding
processing head
Prior art date
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Pending
Application number
JP7269949A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroshi Onodera
宏 小野寺
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Amada Co Ltd
Original Assignee
Amada Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 溶接線が一方向の直線でなく曲線であっても
フイラーワイヤ送給ノズルの向きを、常にYAGレーザ
加工ヘッドの進行方向の前方になるように姿勢を制御す
るようにする。 【解決手段】 フイラーワイヤ送給ノズル13を備えた
YAGレーザ加工ヘッド11を、加工すべきワークどお
しの予め設定された溶接線に沿って移動させてワークに
溶接加工を行うYAGレーザ加工装置1であって、前記
YAGレーザ加工ヘッド11の進行方向の前方に前記フ
イラーワイヤ送給ノズル13が常に位置すべく、フイラ
ーワイヤ送給ノズル13をYAGレーザ加工ヘッド11
に対して回転自在に、またはYAGレーザ加工ヘッド1
1を回転自在に設けてなることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、ワークにレーザ
溶接を行うYAGレーザ加工装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、YAGレーザ加工機では、母材ど
おしを溶かして溶接を行うことがメインであった。実際
には、例えば図4に示されているように、ワークWA
B との間に隙間のある継手形状がある。このような場
合には、母材と同じ材質のフイラーワイヤを用いて溶接
を行っている。このときのYAGレーザ加工ヘッド10
1としては、例えば図5に示されているように、YAG
レーザ加工ヘッド本体103の外周における一部にはフ
イラーワイヤ送給ノズル105が固定して設けられてい
る。そして、ワークどおしに溶接を行う際、溶接線に沿
ってYAGレーザ加工ヘッド本体103を移動せしめて
行うが、フイラーワイヤ送給ノズル105を常にYAG
レーザ加工ヘッド本体103の進行方向の前方に位置決
めしてフイラーワイヤ107を送給してレーザ溶接を行
っている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来のYAGレーザ加工ヘッド101ではYAGレーザ加
工ヘッド本体103の外周における一部に、フイラーワ
イヤ送給ノズル105が固定して設けられているから、
例えば図6に示されているような溶接線LA ,LB ,L
C に沿って溶接加工を行う場合、溶接線LA とLB およ
び溶接線LB とLC との変更点A,Bではフイラーワイ
ヤ送給ノズル105の向きを90度変更しなければなら
ない。
【0004】したがって、YAGレーザ加工ヘッド10
3が各変更点A,Bに到達した時点で、一旦YAGレー
ザ加工ヘッド103の移動を停止した後、フイラーワイ
ヤ送給ノズル105の向きを手動で溶接線LB ,LC
向きに90度直した後、再YAGレーザ加工ヘッド10
3を移動させて溶接加工を行わなければならない。その
ため、ティーチングが大変であると共に、連続加工がで
きなかった。
【0005】この発明の目的は、溶接線が一方向の直線
でなく曲線であってもフイラーワイヤ送給ノズルの向き
を、常にYAGレーザ加工ヘッドの進行方向の前方にな
るように姿勢を制御して連続加工を行い得るようにした
YAGレーザ加工装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項1によるこの発明のYAGレーザ加工装置は、
フイラーワイヤ送給ノズルを備えたYAGレーザ加工ヘ
ッドを、加工すべきワークどおしの予め設定された溶接
線に沿って移動させてワークに溶接加工を行うYAGレ
ーザ加工装置であって、前記YAGレーザ加工ヘッドの
進行方向の前方に前記フイラーワイヤ送給ノズルが常に
位置すべく、フイラーワイヤ送給ノズルをYAGレーザ
加工ヘッドに対して回転自在に、またはYAGレーザ加
工ヘッドを回転自在に設けてなることを特徴とするもの
である。
【0007】したがって、フイラーワイヤ送給ノズルを
YAGレーザ加工ヘッドに対して回転自在に、またはY
AGレーザ加工ヘッドを回転自在に設けられているか
ら、ワークどおしの予め設定された溶接線に沿ってYA
Gレーザ加工ヘッドを移動させると共に、レーザ加工ヘ
ッドの進行方向の前方にフイラーワイヤ送給ノズルを常
に位置するように制御してレーザ溶接が行われる。而し
て、予め設定された溶接線が一方向の直線でなく曲線で
あっても容易にかつ正確に溶接が行われる。
【0008】請求項2によるこの発明のYAGレーザ加
工装置は、請求項1のYAGレーザ加工装置において、
フイラーワイヤが巻き取られたフイラーワイヤリール
と、フイラーワイヤ送給装置と、を備えてなることを特
徴とするものである。
【0009】したがって、フイラーワイヤが、フイラー
ワイヤリールより送り出されて、フイラーワイヤ送給装
置で一定の速度でフイラーワイヤ送給ノズルへ送られて
フイラーワイヤ送給ノズルから溶接部に送られる。而し
て、フイラーワイヤを一定の速度で送り出し自動溶接加
工が行われる。
【0010】請求項3によるこの発明のYAGレーザ加
工装置は、請求項1,2のYAGレーザ加工装置におい
て、溶接速度,レーザパルス周波数に対してフイラーワ
イヤの送給速度を制御せしめる制御装置を備えてなるこ
とを特徴とするものである。
【0011】したがって、ワークどおしの予め設定され
た溶接線に沿って溶接加工を行うに際し、制御装置でフ
イラーワイヤの送給速度を、溶接速度,レーザパルス、
周波数に対して制御せしめることにより、自動的にかつ
均一な溶接加工が行われる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態の例
を図面に基づいて詳細に説明する。
【0013】図1を参照するに、YAGレーザ加工装置
1は、すでに公知の例えば5軸制御可能なロボット3を
備えている。このロボット3はベース5を備えており、
このベース5には回転自在な第1アーム7が支承されて
いると共に、この第1アーム7の上部には第1アーム7
に対して回転自在な第2アーム9が支承されている。こ
の第2アーム9の先端部には第2アーム9に対して回転
自在なYAGレーザ加工ヘッド11が支承されている。
【0014】このYAGレーザ加工ヘッド11の外側に
おける一部にはフイラーワイヤ送給ノズル13が固定し
て設けられている。また、前記第2アーム9上にはフイ
ラーワイヤ送給装置15が設けられている。さらに、前
記ロボット3の近傍にはフイラーワイヤリール17が配
置されていると共に、レーザ発振器19が配置されてい
る。しかも、このレーザ発振器19と前記YAGレーザ
加工ヘッド11とは光ファイバ21で接続されている。
【0015】上記構成により、レーザ発振器19で発振
されたレーザビームは光ファイバ21を経てYAGレー
ザ加工ヘッド11の上部に備えられたベンドミラーで折
曲げられた後、集光レンズで集光される。次いで、加工
すべきワークどおしの予め設定された溶接線へ向けて照
射されることになる。
【0016】また、フイラーワイヤリール17に巻かれ
たフイラーワイヤFWは、フイラーワイヤリール17よ
り送り出されてフイラーワイヤ送給装置15に送られ
る。フイラーワイヤ送給装置15には一対の送り出しロ
ーラとこの送り出しローラを駆動せしめるサーボモータ
が備えられているから、フイラーワイヤFWを一定の速
度で送り出しすることにより、フイラーワイヤ送給ノズ
ル13に挿入された後、フイラーワイヤ送給ノズル13
の先端から溶接部に送られて溶接加工に使用されること
になる。
【0017】したがって、回転自在なYAGレーザ加工
ヘッド11の外側の一部にフイラーワイヤ送給ノズル1
3が固定して設けられているので、YAGレーザ加工ヘ
ッド11が回転されたときに、ロボット3のふところ部
に干渉する恐れがあるため、図3(A)に示されている
ように、±90°の範囲内のみでYAGレーザ加工ヘッ
ド11が回動可能である。そのために、この±90°の
範囲内で溶接線が屈曲された直線,曲線であれば、フイ
ラーワイヤ送給ノズル13をYAGレーザ加工ヘッド1
1の進行方向の前方に常に姿勢を維持制御でき、容易か
つ正確に溶接加工を行うことができる。
【0018】図2には他の実施の形態のYAGレーザ加
工ヘッド11とフイラーワイヤ送給ノズル13との関係
が示されている。図2において、YAGレーザ加工ヘッ
ド11のボディ本体23が前記第2アーム9の先端部に
固定して設けられている。このボディ本体23にはモー
タベース25が取り付けられており、このモータベース
25上には駆動モータとしてのサーボモータ27が設け
られている。
【0019】このサーボモータ27の出力軸29には駆
動ギヤ31が装着されており、この駆動ギヤ31に噛合
した従動ギヤ33が前記ボディ本体23に装着されてい
る。前記従動ギヤ33の一部における下部にはブラケッ
ト35が上下方向へ延伸して固定されており、このブラ
ケット35には上下方向へ長孔37が形成されている。
【0020】この長孔37にはアーム部材39の一端に
設けられたピン41が装着されていると共にアーム部材
39の他端は前記フイラーワイヤ送給ノズル13を構成
するノズル本体43に固定されている。しかも、ノズル
本体43には上下方向へ延伸したパイプガイド45が装
着されている。このパイプガイド45にフイラーワイヤ
FWが挿入されるものである。
【0021】上記構成により、サーボモータ27を駆動
せしめると、出力軸29を介して駆動ギヤ31が回転さ
れることにより、従動ギヤ33を介してフイラーワイヤ
送給ノズル13のノズル本体43が360度の範囲内で
回転されることになる。
【0022】また、ノズル本体43はピン41をブラケ
ット35に形成された長孔37内を上下動せしめて任意
の位置に固定せしめることにより、高さ方向の調整を行
うことができる。
【0023】したがって、YAGレーザ加工ヘッド11
を固定して、フイラーワイヤ送給ノズル13を図3
(B)に示されているように、±180°の範囲内で回
動させることができる。そのため、この±180°の範
囲内で溶接線が屈曲された直線,曲線であれば、フイラ
ーワイヤ送給ノズル13をYAGレーザ加工ヘッド11
の進行方向の前方に常に姿勢を維持制御でき、容易かつ
正確に溶接加工を行うことができる。
【0024】フイラーワイヤ送給ノズル13をYAGレ
ーザ加工ヘッド11の進行方向の前方に常に姿勢を維持
制御する際、フイラーワイヤFWの送給速度は、制御装
置により溶接速度,レーザパルスの周波数などにより適
宜異ならしめることができると共に、フイラーワイヤ送
給ノズル13の回動はサーボモータ27を制御すること
で行うことができ、しかも各パラメータに対して条件設
定が可能である。
【0025】なお、この発明は、前述した実施の形態の
例に限定されることなく、適宜な変更を行うことによ
り、その他の態様で実施し得るものである。本実施の形
態の例では駆動伝達手段として駆動ギヤ31,従動ギヤ
33を用いているが、ベルトとプーリ,チエンとスプロ
ケットなどを用いるようにしても構わない。また、YA
Gレーザ加工ヘッド11をロボット3でX,Y,Z軸方
向へ移動せしめる例で示したが、通常のレーザ加工機で
X,Y,Z軸へ移動せしめるようにしてもよい。さら
に、YAGレーザ加工ヘッド11のみを回動させたり、
あるいは、YAGレーザ加工ヘッド11に対してフイラ
ーワイヤ供給ノズル13を回動せしめる例で説明した
が、YAGレーザ加工ヘッド11とフイラーワイヤ送給
ノズル13の両方を回動せしめるように対応しても可能
である。
【0026】
【発明の効果】以上のごとき実施の形態の例から理解さ
れるように、請求項1の発明によれば、フイラーワイヤ
送給ノズルをYAGレーザ加工ヘッドに対して回転自在
に、またはYAGレーザ加工ヘッドを回転自在に設けら
れているから、ワークどおしの予め設定された溶接線に
沿ってYAGレーザ加工ヘッドを移動させると共に、レ
ーザ加工ヘッドの進行方向の前方にフイラーワイヤ送給
ノズルを常に位置するように制御してレーザ溶接が行わ
れる。而して、予め設定された溶接線が一方向の直線で
なく曲線であっても容易にかつ正確に溶接を行うことが
できる。
【0027】請求項2の発明によれば、フイラーワイヤ
が、フイラーワイヤリールより送り出されて、フイラー
ワイヤ送給装置で一定の速度でフイラーワイヤ送給ノズ
ルへ送られてフイラーワイヤ送給ノズルから溶接部に送
られる。而して、フイラーワイヤを一定の速度で送り出
し自動溶接加工を行うことができる。
【0028】請求項3の発明によれば、ワークどおしの
予め設定された溶接線に沿って溶接加工を行うに際し、
制御装置でフイラーワイヤの送給速度を、溶接速度,レ
ーザパルス周波数に対して制御せしめることにより、自
動的にかつ均一な溶接加工を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明を実施する一実施の形態の例のYAG
レーザ加工装置の構成図である。
【図2】YAGレーザ加工ヘッドにフイラーワイヤ送給
ノズルを設けた別の例の正面図である。
【図3】フイラーワイヤノズルが回動する説明図であ
る。
【図4】従来のワークどおしに溶接加工を行う説明図で
ある。
【図5】従来のYAGレーザ加工ヘッドにフイラーワイ
ヤ送給ノズルを設けた正面図である。
【図6】従来のフイラーワイヤーノズルを備えたYAG
レーザ加工ヘッドで溶接加工を行う方法の説明図であ
る。
【符号の説明】
1 YAGレーザ加工装置 11 YAGレーザ加工ヘッド 13 フイラーワイヤ送給ノズル 15 フイラーワイヤ送給装置 17 フイラーワイヤリール 19 レーザ発振器

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 フイラーワイヤ送給ノズルを備えたYA
    Gレーザ加工ヘッドを、加工すべきワークどおしの予め
    設定された溶接線に沿って移動させてワークに溶接加工
    を行うYAGレーザ溶接装置であって、前記YAGレー
    ザ加工ヘッドの進行方向の前方に前記フイラーワイヤ送
    給ノズルが常に位置すべく、フイラーワイヤ送給ノズル
    をYAGレーザ加工ヘッドに対して回転自在に、または
    YAGレーザ加工ヘッドを回転自在に設けてなることを
    特徴とするYAGレーザ加工装置。
  2. 【請求項2】 フイラーワイヤが巻き取られたフイラー
    ワイヤリールと、フイラーワイヤ送給装置と、を備えて
    なることを特徴とする請求項1記載のYAGレーザ加工
    装置。
  3. 【請求項3】 溶接速度,レーザパルス周波数に対して
    フイラーワイヤの送給速度を制御せしめる制御装置を備
    えてなることを特徴とする請求項1,2記載のYAGレ
    ーザ加工装置。
JP7269949A 1995-10-18 1995-10-18 Yagレーザ加工装置 Pending JPH09108869A (ja)

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