JPH0957480A - Yagレーザ用ハンディレーザヘッド - Google Patents

Yagレーザ用ハンディレーザヘッド

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JPH0957480A
JPH0957480A JP7218804A JP21880495A JPH0957480A JP H0957480 A JPH0957480 A JP H0957480A JP 7218804 A JP7218804 A JP 7218804A JP 21880495 A JP21880495 A JP 21880495A JP H0957480 A JPH0957480 A JP H0957480A
Authority
JP
Japan
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contactor
contact
laser
holder
workpiece
Prior art date
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Pending
Application number
JP7218804A
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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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Filing date
Publication date
Application filed by Amada Co Ltd filed Critical Amada Co Ltd
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Publication of JPH0957480A publication Critical patent/JPH0957480A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 被加工材の溶接位置または被加工材の表面に
対して正確にレーザの焦点を合わせることが容易であ
り、かつ被加工材の表面からの散乱反射光が作業者に当
たることがない安全なYAGレーザ用ハンディレーザヘ
ッドの提供。 【解決手段】 被加工材Wにレーザ光LBを集光可能な
集光レンズ5を備えたレーザヘッド1の上方位置に、Y
AGレーザ発振器からのレーザ光を前記集光レンズに導
く光ファイバー7の出射端9を設けたレーザヘッドにお
いて、前記集光レンズの下方位置のレーザヘッド下端部
に進退可能な接触子17を設け、該接触子の後退位置を
適宜に規制する位置決め手段を設け、前記集光レンズの
焦点位置に対する被加工材の位置を所定位置に調節可能
に設けたことを特徴とするYAGレーザ用ハンディレー
ザヘッド。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はYAGレーザ用ハン
ディレーザヘッドに関する。
【0002】
【従来の技術】YAGレーザレーザ加工機において、例
えば溶接を行う場合、レーザ加工機本体のレーザ加工ヘ
ッドを使用せずに、付属の小形のレーザヘッドを手に持
って本溶接を行う前の仮止め溶接を行うことがある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上述の小形のレーザヘ
ッドを手に持って仮止め溶接を実施する場合、被加工材
とレーザヘッドとの間にある程度の間隔が空いている。
そのため、溶接位置または被加工材の表面に対して正確
にレーザの焦点を合わせることは困難である。
【0004】また、被加工材とレーザヘッドとの間に間
隔があるので、被加工材の表面からの散乱反射光が作業
者に当たることがある。特にYAGレーザの反射光が眼
に当たると、レーザ光は網膜まで到達するので網膜に障
害が生じるという問題がある。網膜に障害を与える光エ
ネルギーは皮膚に障害を与えるエネルギーより、かなり
小さな値であるとされており、特に網膜の黄斑部が障害
を受けると黄斑部には再生能力がないので重い視力障害
につながる。
【0005】本発明は上述の問題に鑑みてなされたもの
であり、本発明の課題は被加工材の溶接位置または被加
工材の表面に対して正確にレーザの焦点を合わせること
が容易なYAGレーザ用ハンディレーザヘッドを提供す
ることである。さらに、被加工材の表面からの散乱反射
光が作業者に当たることがない安全なYAGレーザ用ハ
ンディレーザヘッドを提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載のYAG
レーザ用ハンディレーザヘッドは、被加工材にレーザ光
を集光可能な集光レンズを備えたレーザヘッドの上方位
置に、YAGレーザ発振器からのレーザ光を前記集光レ
ンズに導く光ファイバーの出射端を設けたレーザヘッド
において、前記集光レンズの下方位置のレーザヘッド下
端部に進退可能な接触子を設け、該接触子の後退位置を
適宜に規制する位置決め手段を設け、前記集光レンズの
焦点位置に対する被加工材の位置を所定位置に調節可能
に設けたことを要旨とするものである。従って、前記接
触子が後退位置に在るとき、被加工材に接触する接触子
の先端が前記集光レンズの焦点位置になるように調節す
ることにより、溶接位置または被加工材の表面に対して
正確にレーザの焦点を合わせることが可能である。
【0007】請求項2に記載のYAGレーザ用ハンディ
レーザヘッドは、請求項1に記載の発明において、前記
位置決め手段は、前記集光レンズ保持体の下端部に一端
部を着脱可能に設けた前記接触子を保持する接触子保持
体と、該接触子保持体の他端部に一端を進退自在に突出
させて設けた前記接触子と、該接触子保持体に設けた位
置決めねじ保持体と、該位置決めねじ保持体と前記接触
子との間に弾装したスプリングと、前記位置決めねじ保
持体に設けた前記接触子の他端部に当接可能な位置決め
ねじとからなり、該接触子の後退位置を規制可能にした
ことを要旨とするものである。従って、適宜な形状また
はサイズの接触子が必要な場合には、必要な接触子を備
えた接触子保持体に容易に交換することができる。
【0008】請求項3に記載のYAGレーザ用ハンディ
レーザヘッドは、請求項2に記載の発明において、前記
接触子は、金属材を中空筒形状に形成して設け、前記被
加工材に該接触子が接触している時は、該接触子が被加
工材からの散乱反射光の外部への散乱を遮断することを
要旨とするものである。従って、被加工材からの散乱反
射光が発生してもレーザヘッドの端部に設けた接触子に
より散乱反射光を遮断することができる。
【0009】請求項4に記載のYAGレーザ用ハンディ
レーザヘッドは、請求項3に記載の発明において、前記
接触子の被加工材当接部に被加工材の溶接接合部の形状
に合わせたV字形の溝を設けたことを要旨とするもので
ある。従って、接触子のV字形の溝を被加工材の溶接接
合部に押圧して当接させることにより容易に溶接接合部
にレーザの焦点を合わせることができる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下に本発明のYAGレーザ用ハ
ンディレーザヘッドの実施の形態について図面により説
明する。
【0011】図1はYAGレーザ用ハンディレーザヘッ
ドの全体を示した図である。また、図2は集光レンズの
下方のレーザヘッド部を拡大して示した図である。
【0012】さて先ず図1を参照するに、YAGレーザ
用ハンディレーザヘッド1には、YAGレーザ発振器
(図示省略)からのレーザ光LBを集光レンズ保持体3
に設けた集光レンズ5に導くために、集光レンズ保持体
3の上方に光ファイバー7の出射端9がが設けてある。
【0013】光ファイバーの出射端9からでたレーザ光
LBはその下方のコリメートレンズ11を経て前記集光
レンズ5に入射される。
【0014】前記集光レンズ保持体3の下端には、着脱
可能な中空筒形状の接触子保持体13が設けてある。図
2に詳細に示すように、この接触子保持体13の下端部
には例えば、鉄、銅、アルミニウムなどの金属の接触子
17を進退自在に突出させて設けてあり、また接触子保
持体13の上端部に設けた雌ねじ部19により前記集光
レンズ保持体3の下端の雄ねじ部21に着脱できるよう
になっている。
【0015】前記接触子保持体13の被加工材側の端部
のには、電気絶縁体からなるブッシュ23が嵌合させて
設けてあり、このブッシュ23に前記接触子17が摺動
自在に嵌合させてある。この接触子17は中空円筒形状
をしており、被加工材と接触する側の端部にはV溝25
が形成してあり他端部にはフランジ部27が設けてあ
る。このV溝25は被加工材の突き合わせ溶接部の形状
に合わせて設けられるものであり、V溝形状に限定され
るものではなく、例えば「Uの字」状の溝に形成される
場合もある。
【0016】また、フランジ部27の外径部分は前記接
触子保持体13内の空洞15の下方の段部31に係合し
てこの接触子保持体13から脱落しないようになってい
る。また、このフランジ部27の内径部分に段部を設け
スプリング座29を形成してある。
【0017】そして、前記接触子保持体13内の前記段
部25の上方の段部33には、環状の絶縁体35が適宜
に固定してある。この環状の絶縁体の内径は前記接触子
17のフランジ部27の外径より若干大きく形成してあ
ると共に、その内径部には雌ねじ部が設けてある。
【0018】また、前記環状の絶縁体35の内径部の雌
ねじ部に金属性のスプリング押さえ37をスプリング押
さえの雄ねじ部を螺合して固定してある。このスプリン
グ押さえ37も中空の円筒形状をしており、その上面に
はフランジ部39が設けてあり、このフランジ部を前記
絶縁体35の上面に係合させてある。そして、このスプ
リング押さえ37の内径部分には導電性のある、例えば
金属性の圧縮スプリング43を係止するためのスプリン
グ座45が設けてある。また、前記フランジ部39の上
面部に前記集光レンズを汚染から保護する硝子などから
なる保護ウインドウ41を設けてある。
【0019】上記スプリング43は、このスプリング押
さえ37のスプリング座45と前記接触子17に設けら
れたスプリング座29との間に弾装してある。また、前
記スプリング押さえ37の雄ねじ部の適宜な位置に複数
のねじ穴を設け、このねじ穴に前記接触子17のフラン
ジ部27に当接する位置決めねじ47が螺合してある。
【0020】上記構成において、図2の左側断面に示す
ごとく、接触子17の先端が被加工材Wに当接していな
いときは、接触子17はスプリング43により接触子保
持体13から突出する様に付勢され、接触子17のフラ
ンジ部27が接触子保持体13の下方の段部31に係止
された状態となり、その先端は接触子保持体13から突
出した状態にある。接触子17の先端が被加工材Wに当
接して、その先端が押圧された場合は、図2の右側断面
に示すごとく、接触子17のフランジ部27が位置決め
ねじ47に当接する位置まで接触子保持体13内に押戻
されて停止することになる。
【0021】そして、ハンディレーザヘッド1を被加工
材の表面に押圧したとき、前記集光レンズ5の焦点が被
加工材の表面に一致するように、上記接触子17のフラ
ンジ部27と位置決めねじ47とが当接する位置を調節
してある。当然ながら、必要があれば、集光レンズ5の
焦点が被加工材の表面でなく、その上または下の適宜な
位置に来るように調節することも可能である。
【0022】ここで図3および図4を参照するに、図3
は、図2における接触子17を被加工材Wを除外してA
方向から見た図が示してあり、図4は被加工材Wに接触
子17を押圧して当接させた状態を示してある。
【0023】図3には接触子17の先端に直交する2種
類のV溝25(A,B)を設けた例が示してある。図4
(a)は、平坦な2枚の被加工材を突合わせ溶接する場
合の例を示し、図4(b)は、90度の角度に当接する
板厚tが3mmの被加工材Wの突合わせ溶接する場合の
例を示し、図4(c)は、90度の角度に当接する板厚
tが2mmの被加工材Wの突合わせ溶接する場合の例を
示したものである。また図4に示すように、ハンディレ
ーザヘッド1の接触子17を被加工材の溶接加工部に押
圧すれば、前記接触子17が前記位置決めねじ47に当
接するまで後退して、集光レンズ5の焦点(f)が被加
工材の表面または、被加工材Wにおいて90度の角度で
当接する係合部に正確に位置決めされることになる。
【0024】なお、上記図4(b)または図4(c)の
場合のように、被加工材Wの突合わせ溶接部の角度が9
0度である場合のV溝25(A,B)の深さを「√
(2)×t」にすれば、集光レンズ5(焦点距離f)の
焦点が、ちょうど被加工材Wの突合わせ溶接部にくるこ
とになる。
【0025】さて前述のとおり、前記集光レンズ保持体
3の下端部には接触子保持体13の雌ねじ17部に螺合
する雄ねじ部21が設けてあり、上記構成の接触子保持
体部分が取付けられている。この接触子保持体部分が集
光レンズ保持体3に取付けられた状態において、前記ス
プリング押さえ37のフランジ部39に接触する電気接
点49が集光レンズ保持体3側の下端部に設けてある。
この電気接点49は、電気接点49と集光レンズ保持体
3とを電気的に絶縁するために、集光レンズ保持体3に
設けられた環状の絶縁体53の内部に埋設してある。な
お前記電気接点49にはボールプランジャーを利用する
と接点部分が常に適宜な力で押圧されているので好都合
である。
【0026】この電気接点49はリード線55を介して
コントローラー(図示省略)に接続すると共に、被加工
材Wも適宜な手段で、例えばコントローラー(図示省
略)に接続された鰐口51などにより、前記コントロー
ラーに接続してある。従って、接触子17と電気接点4
9との間に電気的回路が形成され、接触子と被加工材と
の電気的導通の有無を前記コントローラーにおいて検出
させることにより、接触子と被加工材との接触の有無を
検出し、非接触の場合にはYAGレーザ発振器を停止さ
せることが可能である。
【0027】なお、前記集光レンズはこの絶縁体53の
内径部に設けたねじに螺合するレンズ固定用のリングナ
ット57により集光レンズ保持体3に固定してある。
【0028】さて、再度図1を参照するに、前記コリメ
ートレンズ11と集光レンズ5との間には被加工材Wか
らの反射光を直角に反射させる可動反射鏡59が設けて
ある。また、この可動反射鏡59からの光を直角に反射
させる固定反射鏡61が可動反射鏡59に対向して設け
てある。この固定反射鏡61の光軸上に小型のCCDビ
デオカメラユニット63が取付けてある。このCCDビ
デオカメラユニット63と前記集光レンズ保持体3との
間に被加工材Wの表面を照明する光源65が設けてあ
る。
【0029】上記構成において、被加工材Wの表面を光
源65で照明し、被加工材Wの表面からの反射光を前記
CCDカメラ51で捕らえてCRTモニター(図示省
略)上に被加工材Wの表面の状態を表示させることによ
り、作業者はレーザ溶接をする前の被加工材Wの表面の
状態を確認することができる。そして、レーザ焦点と被
加工材の溶接線との確認後にレーザ溶接を実施する場合
は、可動反射鏡59を図1において左方向に退避させる
ことによりレーザ溶接を実施することが可能となる。
【0030】上述の如く、ハンディレーザヘッド1の接
触子17を被加工材Wの溶接加工部に押圧当接させれ
ば、集光レンズ5の焦点(f)が被加工材の表面また
は、被加工材Wにおいて90度の角度で当接する係合部
に正確に位置決めされ、また、被加工材Wの表面の状態
を前記CCDカメラ51で捕らえてCRTモニター(図
示省略)上に被加工材Wの表面の状態確認することがで
きるので、正確なレーザ溶接を実施することができると
共に、接触子17が被加工材に当接していないときに
は、レーザ光が出ないので被加工材の表面からの散乱反
射光が作業者の眼に入ることがなく安全である。さら
に、万一、接触子17が被加工材に接触しているにも拘
らず、レーザ光が出ても接触子17が被加工材の表面か
らの散乱反射光を遮断するので安全である。
【0031】
【発明の効果】請求項1に記載の発明によれば、ハンデ
ィレーザヘッド1の接触子17を被加工材Wの溶接加工
部に押圧当接させれば、集光レンズ5の焦点(f)が被
加工材の表面または、被加工材Wにおける溶接部に正確
に位置決めされるので正確なレーザ溶接を実施すること
ができる。
【0032】請求項2に記載の発明によれば、被加工材
の形状に適合した形状の接触子を備えた接触子保持体に
容易に着脱交換することができるので作業能率を向上さ
せることができる。
【0033】請求項3に記載の発明によれば、接触子を
被加工材に押圧当接してから溶接加工がなされる限り、
被加工材からの散乱反射光は該接触子により確実に遮蔽
されるので安全な作業を行うことが可能である。
【0034】請求項4に記載の発明によれば、接触子の
V字形の溝を被加工材の溶接接合部に押圧して当接させ
ることによって、溶接接合部にレーザの焦点を容易に合
わせることができるので、作業者は一々焦点が正確に合
っているか否かの確認をする必要がない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態を示すYAGレーザ用ハン
ディレーザヘッドの全体図。
【図2】本発明の実施の形態を示すYAGレーザ用ハン
ディレーザヘッドの要部の拡大図。
【図3】図2におけるA矢視図。
【図4】本発明の実施の形態を示すYAGレーザ用ハン
ディレーザヘッドの使用状態の一例を示した図。
【符号の説明】
1 YAGレーザ用ハンディレーザヘッド 3 集光レンズ保持体 5 集光レンズ 7 光ファイバー 9 光ファイバーの出射端 13 接触子保持体 17 接触子 25 V溝

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被加工材にレーザ光を集光可能な集光レ
    ンズを備えたレーザヘッドの上方位置に、YAGレーザ
    発振器からのレーザ光を前記集光レンズに導く光ファイ
    バーの出射端を設けたレーザヘッドにおいて、前記集光
    レンズの下方位置のレーザヘッド下端部に進退可能な接
    触子を設け、該接触子の後退位置を適宜に規制する位置
    決め手段を設け、前記集光レンズの焦点位置に対する被
    加工材の位置を所定位置に調節可能に設けたことを特徴
    とするYAGレーザ用ハンディレーザヘッド。
  2. 【請求項2】 前記位置決め手段は、前記集光レンズ保
    持体の下端部に一端部を着脱可能に設けた前記接触子を
    保持する接触子保持体と、該接触子保持体の他端部に一
    端を進退自在に突出させて設けた前記接触子と、該接触
    子保持体に設けた位置決めねじ保持体と、該位置決めね
    じ保持体と前記接触子との間に弾装したスプリングと、
    前記位置決めねじ保持体に設けた前記接触子の他端部に
    当接可能な位置決めねじとからなり、該接触子の後退位
    置を規制可能にしたことを特徴とする請求項1に記載の
    YAGレーザ用ハンディレーザヘッド。
  3. 【請求項3】 前記接触子は、金属材を中空筒形状に形
    成して設け、前記被加工材に該接触子が接触している時
    は、該接触子が被加工材からの散乱反射光の外部への散
    乱を遮断することを特徴とする請求項2に記載のYAG
    レーザ用ハンディレーザヘッド。
  4. 【請求項4】 前記接触子の被加工材当接部に被加工材
    の溶接接合部の形状に合わせたV字形の溝を設けたこと
    を特徴とする請求項3に記載のYAGレーザ用ハンディ
    レーザヘッド。
JP7218804A 1995-08-28 1995-08-28 Yagレーザ用ハンディレーザヘッド Pending JPH0957480A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100768741B1 (ko) * 2004-08-13 2007-10-19 주식회사 이오테크닉스 레이저와 비전의 동축 가공장치
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