JPH09220688A - 手持ちレーザ加工ヘッド - Google Patents
手持ちレーザ加工ヘッドInfo
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- JPH09220688A JPH09220688A JP8028080A JP2808096A JPH09220688A JP H09220688 A JPH09220688 A JP H09220688A JP 8028080 A JP8028080 A JP 8028080A JP 2808096 A JP2808096 A JP 2808096A JP H09220688 A JPH09220688 A JP H09220688A
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Abstract
観察を可能にし、安全かつ正確にレーザ加工ができるコ
ンパクトな手持ちレーザ加工ヘッドの提供。 【解決手段】 レーザ発振器で発生したレーザ光LBを
レーザ加工ヘッド1へ導く光ファイバー7の出射端9を
レーザ加工ヘッド内に設け、該出射端から出射されるレ
ーザ光を平行光線にするコリメートレンズ17と該コリ
メートレンズで平行光線にコリメートされたレーザ光を
被加工材Wに集光する集光レンズ5とを設けたレーザ加
工ヘッドにおいて、前記被加工材の加工部を直接撮像す
る撮像装置41を集光レンズ保持筒3に設けたことを特
徴とする手持ちレーザ加工ヘッド。
Description
ッドに関する。
接を行う場合、レーザ加工機本体のレーザ加工ヘッドを
使用せずに、付属の手持ちレーザ加工ヘッドを手に持っ
て本溶接を行う前の仮止め溶接を行うことがある。
レーザ加工ヘッドを手に持って仮止め溶接を実施する場
合、溶接位置の確認は作業者の肉眼で行っている。しか
し、被加工材とレーザ加工ヘッドとはある程度の間隔が
空いており、溶接位置に対して正確にレーザの焦点を合
わせることは困難である。また、被加工材とレーザ加工
ヘッドとの間隙からのYAGレーザの散乱反射光が作業
者の目に入る危険性もある。
であり、本発明の課題はレーザ加工部の状態を肉眼に代
えて間接的な観察を可能にし、安全かつ正確にレーザの
焦点を被加工材に合わせることができるコンパクトな手
持ちレーザ加工ヘッドを提供することである。
の手段として、請求項1に記載の手持ちレーザ加工ヘッ
ドは、レーザ発振器で発生したレーザ光をレーザ加工ヘ
ッドへ導く光ファイバーの出射端をレーザ加工ヘッド内
に設け、該出射端から出射されるレーザ光を平行光線に
するコリメートレンズと該コリメートレンズで平行光線
にコリメートされたレーザ光を被加工材に集光する集光
レンズとを設けたレーザ加工ヘッドにおいて、前記被加
工材の加工部を直接撮像する撮像装置を集光レンズ保持
筒に設けたことを特徴とするものである。
て間接的な観察を可能にし、安全かつ正確にレーザの焦
点を被加工材に合わせることができる。
は、請求項1に記載の手持ちレーザ加工ヘッドにおい
て、前記集光レンズ保持筒に導電性を持つシールドガス
供給ノズルを進退自在に設け、該シールドガス供給ノズ
ルと導電性被加工材との接触を検出する接触検出装置を
設け、該接触検出装置が前記シールドガス供給ノズルと
導電性被加工材との接触を検出後、前記レーザ発振器が
発振させられてレーザー光が出射されることを特徴とす
るものである。
シールドガス供給ノズルと被加工材Wとが接触しないう
ちはYAGレーザ光が出射されないので作業者以外の人
に危険なYAGレーザ光が当たることを防止できる。
は、請求項1または請求項2に記載の手持ちレーザ加工
ヘッドにおいて、前記撮像装置がCCDカメラであるこ
とを特徴とするものである。従って、手持ちレーザ加工
ヘッドをコンパクトにすることが可能である。
は、請求項2または請求項3に記載の手持ちレーザ加工
ヘッドにおいて、前記シールドガス供給ノズルに前記集
光レンズを保護する保護ウインドを設けると共に、前記
集光レンズ側から供給されるシールドガスを該保護ウイ
ンドを迂回して被加工材側に流通させる迂回流路を設け
たことを特徴とするものである。
透過することが可能であり、シールドガスはこの保護ウ
インドを迂回する迂回流路を経てシールドガス供給ノズ
ルに供給することが可能である。一方、被加工材から発
生するスパッターははこの保護ウインドで完全に遮断す
ることができる。
ヘッドの実施の形態について図面によって説明する。
ド1にはYAGレーザ発振器(図示省略)からのレーザ
光LBを集光レンズ保持筒3に設けた集光レンズ5に導
くために、集光レンズ保持筒3の上方(図1において)
に光ファイバー7の出射端9が設けてある。この出射端
9は出射端保持筒11内部に設けてあり、そしてこの出
射端保持筒11の下端部の雄ねじ部13が前記集光レン
ズ保持筒3の上方の雌ねじ部15に着脱可能に螺着して
ある。
たレーザ光LBを平行光線にして前記集光レンズ5に入
射するコリメートレンズ17が設けてある。また、前記
集光レンズ保持筒3の下端の内径部には、アルゴン、窒
素、ヘリウム等のシールドガスを被加工材の加工部表面
に供給するシールドガス供給ノズル19が進退自在に設
けてある。
は、このシールドガス供給ノズル19の外径より少し直
径の大きい小径部と大径部からなる外径を有する逆凸字
形状のシリンダー21が取付けてある。また、シールド
ガス供給ノズル19の下端部にはシールドガス供給ノズ
ル19が被加工材Wに当接したときに、シールドガスを
シールドガス供給ノズル19内部から外部に排出するた
めの排出口20が設けてある。
記集光レンズ保持筒3の下端のシリンダー案内孔23に
摺動自在に嵌合してある。また、前記シリンダー21が
集光レンズ保持筒3から抜け落ちない様にシリンダー2
1の外径の段部に係合する環状のシリンダーキャップ2
5が前記集光レンズ保持筒3の端部のねじ部に着脱自在
に設けてある。また、シールドガス供給ノズル19の上
端にはレーザ加工時に被加工材Wから発生するスパッタ
ーから前記集光レンズ5を保護し、YAGレーザは通過
可能な保護ウインド27が設けてある。さらに、シール
ドガス供給ノズル19の上方(図1において)への移動
範囲を規制するストッパー29が集光レンズ保持筒3に
設けてある。
供給ノズル19との結合方法は実施の形態では、シール
ドガス供給ノズル19の上端の外径部に設けた雄ねじ部
にシリンダー21の小径部に設けた雌ねじ部を螺合して
設けてあるが、シリンダー21とシールドガス供給ノズ
ル19とを一体的に形成しても構まわない。
端9から出たレーザ光LBは、コリメートレンズ17で
平行光線となり集光レンズ5に入射されて集光されるこ
とになる。また、供給ノズル内はシールドガスの圧力に
より、集光レンズ保持筒から突出した状態になってい
る。この集光されたレーザービームは、前記ストッパー
29の位置を適宜に調節することにより被加工材Wの表
面に正確に集光させることができる。すなわち、レーザ
加工ヘッド1を手に持って、シールドガス供給ノズル1
9と被加工材Wとを当接させた後、前記ストッパー29
とシールドガス供給ノズル19とが係合当接する位置ま
でレーザ加工ヘッド1を押し下げれば、集光されたレー
ザービームが被加工材の表面に正確に位置することにな
る。なお、このストッパー29の位置を適宜に調節すれ
ば集光されたレーザービームの焦点の位置を被加工材の
適宜な位置に合わせることができる。
はシールドガス供給源(図示省略)に接続されたシール
ドガス供給口31が設けてあり、このシールドガス供給
口31と前記シリンダー案内孔23とを連通する連通孔
33が設けてある。また、前記シールドガス供給ノズル
19の上端の周囲には、複数のシールドガス通過孔35
が設けてあると共に、このシールドガス通過孔35の周
囲に位置する前記シリンダー21の小径部の内側には環
状溝37が設けてある。さらにまた、シールドガス供給
ノズル19には前記環状溝37に連通する複数の連通孔
39が設けてある。すなわち、連通孔39、環状溝3
7、およびシールドガス通過孔35とは、前記集光レン
ズ側から供給されるシールドガスを保護ウインド27を
迂回して被加工材側に流通させる迂回流路を形成してい
る。
のシールドガスは、シリンダー案内孔23に連通する連
通孔33、集光レンズ保持筒3の複数の連通孔39およ
び環状溝37、シールドガス供給ノズル19のシールド
ガス通過孔35を経由してシールドガス供給ノズル19
内に供給されることになる。従って、YAGレーザ光は
保護ウインド27を透過して被加工材Wの表面に集光可
能にすると同時に被加工材Wから発生するスパッターか
ら前記集光レンズ5を保護することができる。
の撮像装置として、CCDカメラ41が前記集光レンズ
保持筒3に設けてある。このCCDカメラ41は被加工
材Wの表面の加工中心部にピントが合う様に、かつ集光
レンズ5で集光されるレーザ光に干渉しない様にレーザ
ービームの軸心から若干傾斜させて設けてある。また、
CCDカメラ41は集光レンズ保持筒3の側壁を貫通さ
せて設けてあり、集光レンズ保持筒3の側壁外部に設け
たCCDカメラ支持体43に固定してある。
被加工材Wの表面の映像は、作業者が見易い位置に設置
された図示省略のCRTまたはLCD(液晶表示装置)
モニターに表示されるようになっている。また、シール
ドガス供給ノズル19が導電性を持つ被加工材Wに接触
したことを検出するための接触検出スイッチ45が集光
レンズ保持筒3に設けてある。この、接触検出スイッチ
は前記シリンダー案内孔23に摺動自在に嵌合した前記
シリンダー21の外径部に当接するように前記集光レン
ズ保持筒3に設けてある。
シリンダー21は、金属等の導電性を有する材質で製作
してあり、シールドガス供給ノズル19が導電性を持つ
被加工材Wに接触した場合、図示省略の接触検出装置と
被加工材Wとの間に電気回路が形成され、シールドガス
供給ノズル19が被加工材Wと接触したことが前記接触
検出装置により検出されるようになっている。
する場合には、作業者がレーザ加工ヘッド1を手に持
ち、レーザ加工ヘッド1の先端のシールドガス供給ノズ
ル19を仮止め溶接部に接触させると、前記接触検出装
置が被加工材Wとシールドガス供給ノズル19とが接触
したことを検出し、図示省略の制御装置によりYAGレ
ーザ発振器が発振させられてレーザー光が光ファイバー
7を経由してレーザ加工ヘッド1に導かれ、コリメート
レンズ17、集光レンズ5を経て被加工材Wに照射され
る。CCDカメラ41が撮影した溶接加工部の状況は、
作業者の見やすい位置に設けたCRTまたはLCDモニ
ターに表示されるので、作業者はこのモニターを見るこ
とにより溶接加工部の状況を間接的に観察することがで
きる。従って、YAGレーザの散乱反射光が作業者の目
に入る危険性もなく溶接作業を安全かつ正確に実施する
ことができる。また、レーザ加工ヘッド1の先端のシー
ルドガス供給ノズル19と被加工材Wとが接触しないう
ちは危険なYAGレーザ光が出射されないので作業者以
外の人にYAGレーザ光が当たることを防止できる。
の状態を肉眼によって観察せずに撮像装置によって間接
的に観察しながら、レーザ加工を実施することができる
ので、安全で正確なレーザ加工を行うことができる。
ドの先端が被加工材に接触しない限り、レーザ光がレー
ザ加工ヘッドから出ないので他人に危険なレーザ光が当
たることを防止できる。
状態を撮影する撮像装置にCCDカメラを用いたのでコ
ンパクトな手持ちレーザ加工ヘッドを製作することが可
能となり、レーザ加工ヘッドの操作性が向上した。
は保護ウインドを透過することが可能であり、シールド
ガスはこの保護ウインドを迂回する迂回流路を経てシー
ルドガス供給ノズルに供給することが可能である。一
方、被加工材から発生するスパッターははこの保護ウイ
ンドで完全に遮断することができる。
を示した部分断面図。
Claims (4)
- 【請求項1】 レーザ発振器で発生したレーザ光をレー
ザ加工ヘッドへ導く光ファイバーの出射端をレーザ加工
ヘッド内に設け、該出射端から出射されるレーザ光を平
行光線にするコリメートレンズと該コリメートレンズで
平行光線にコリメートされたレーザ光を被加工材に集光
する集光レンズとを設けたレーザ加工ヘッドにおいて、
前記被加工材の加工部を直接撮像する撮像装置を集光レ
ンズ保持筒に設けたことを特徴とする手持ちレーザ加工
ヘッド。 - 【請求項2】 前記集光レンズ保持筒に導電性を持つシ
ールドガス供給ノズルを進退自在に設け、該シールドガ
ス供給ノズルと導電性被加工材との接触を検出する接触
検出装置を設け、該接触検出装置が前記シールドガス供
給ノズルと導電性被加工材との接触を検出後、前記レー
ザ発振器が発振させられてレーザー光が出射されること
を特徴とする請求項1に記載の手持ちレーザ加工ヘッ
ド。 - 【請求項3】 前記撮像装置がCCDカメラであること
を特徴とする請求項1または請求項2に記載の手持ちレ
ーザ加工ヘッド。 - 【請求項4】 前記シールドガス供給ノズルに前記集光
レンズを保護する保護ウインドを設けると共に、前記集
光レンズ側から供給されるシールドガスを該保護ウイン
ドを迂回して被加工材側に流通させる迂回流路を設けた
ことを特徴とする請求項2または請求項3に記載の手持
ちレーザ加工ヘッド。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP02808096A JP3592821B2 (ja) | 1996-02-15 | 1996-02-15 | 手持ちレーザ加工ヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP02808096A JP3592821B2 (ja) | 1996-02-15 | 1996-02-15 | 手持ちレーザ加工ヘッド |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09220688A true JPH09220688A (ja) | 1997-08-26 |
JP3592821B2 JP3592821B2 (ja) | 2004-11-24 |
Family
ID=12238808
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP02808096A Expired - Fee Related JP3592821B2 (ja) | 1996-02-15 | 1996-02-15 | 手持ちレーザ加工ヘッド |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3592821B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103722290A (zh) * | 2014-01-15 | 2014-04-16 | 无锡创科源激光装备股份有限公司 | 聚焦装置以及具有该聚焦装置的激光切割装置 |
JP5486100B1 (ja) * | 2012-10-30 | 2014-05-07 | テクノコート株式会社 | 肉盛溶接装置及び肉盛溶接方法 |
JP2015013292A (ja) * | 2013-07-03 | 2015-01-22 | 三菱電機株式会社 | レーザ加工機の加工ヘッド |
-
1996
- 1996-02-15 JP JP02808096A patent/JP3592821B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JP2014111276A (ja) * | 2012-10-30 | 2014-06-19 | Technocoat Co Ltd | 肉盛溶接装置及び肉盛溶接方法 |
JP2015013292A (ja) * | 2013-07-03 | 2015-01-22 | 三菱電機株式会社 | レーザ加工機の加工ヘッド |
CN103722290A (zh) * | 2014-01-15 | 2014-04-16 | 无锡创科源激光装备股份有限公司 | 聚焦装置以及具有该聚焦装置的激光切割装置 |
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