JPS62107893A - レ−ザ加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、レーザビームにより工作物の加工を行うレー
ザ加工装置、特に反射によりレーザビームを所定方向に
導くミラーの汚れを防止したレーザ加工装置に関する。

〔従来技術〕

レーザビームを用いて工作物のトリミング、穴あけ、切
断、溶接９表面処理等の加工を行うレーザ加工装置は、
レーザトーチを種々の形状の工作物の加工面と直角に向
けるために、異なる旋回軸線回りに回動可能に順次連結
された複数の旋回部材を備えており、各連結部にはレー
ザビームを各部材内部を通してレーザトーチに導くため
のミラーが設けられている。この種のレーザ加工装置に
は、各旋回部材を回動してレーザトーチの姿勢を制御す
る連動軸を中空にして各旋回軸線と同軸に設け、その内
部をレーザビームの通路に利用して加工ヘッドをコンパ
クトに構成したものがある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

かかるレーザ加工装置においては、ミラーが設けられる
連結部の内部には各連動軸を連結する歯車も設けられて
おり、各歯車の噛合部から発生する摩耗粉がグリス等の
潤滑剤と混合して飛散したり、あるいは加工ヘッドの内
部に堆積した粉塵が舞い上ったりしてミラーに付着する
。このミラーは入射するレーザビームを全て反射してい
る場合は熱が発生することはないが、ミラーに摩耗粉。

グリス、粉塵等が付着してレーザビームが一部反射され
なくなると吸収されたレーザビームのエネルギによりミ
ラーが加熱され、時には破損するという問題がある。本
発明はこの種のレーザ加工装″ｉ！″−−−リ繋−７′
　　≠　　−ニーテ ａ。１１１１１１．― る摩耗粉や潤滑剤あるいは粉塵等がミラーに付着するの
を防止して前記問題を解決したものである。

〔問題点を解決するための手段〕

このために、本発明によるレーザ加工装置は添付図面の
実施例に例示する如く、移送装置１０に支持された支持
部材２０と、第１軸線０１回りに回動可能に前記支持部
材２０に支持された中空な第１旋回部材２２と、前記第
１軸線０１と交差する第２軸線０２回りに回動可能に支
持された第２旋回部材２４と、前記第１及び第２軸線０
１，０２とそれぞれ同軸に設けられ各一端４０３．４１
ａが前記第１旋回部材２２の内側に臨む筒状の第１及び
第２連動軸４０．４１と、この第１及び第２連動軸の前
記各一端４０ａ、４１ａに設けられ互いに噛合する第１
及び第２傘歯車４５．４６と、前記第２旋回部材２４に
支持され前記両速動軸４０．４１及び両傘歯車４５．４
６により姿勢が制御されるレーザトーチ２８と、前記第
１旋回部材２２の内側に設けられ前記第１連動軸４０内
を通、−１−Δ台課−′に情　４　　　　−５−１＝−
一一一一□ 第２連動軸４１内を通して前記レーザトーチ２８に送り
出すミラー５４を備えてなるレーザ加工装置において、
前記第１旋回部材２２には前記ミラー５４を覆うと共に
前記第１及び第２軸線０１゜０２とそれぞれ同軸な第１
及び第２筒部２３ｂ。

２３Ｃを有する内部カバー２３を設け、この第１及び第
２筒部をそれぞれ前記第１及び第２連動軸４０．４１の
前記各一端４０ａ、４１ａに回動可能に嵌合して、此等
両連動軸４０．４１と内部カバー２３とにより前記両傘
歯車４５．４６等が収納される空間から分離されたレー
ザビーム通路を形成したことを特徴とするものである。

〔作用〕

第２旋回部材２４に支持されたレーザトーチ２８は、第
１連動軸４０．互いに噛合する傘歯車４５．４６及び第
２連動軸４１により姿勢が制御され、第１連動軸４０内
を通って送り込まれたレーザビームＢは内部にミラーを
有する内部カバー２１よりなるレーザビーム通路Ｃを通
ってレーザトーチ２８に送り込まれて工作物を加工する
。

〔発明の効果〕

上述の如く、本発明によれば、レーザビームをレーザト
ーチに導（レーザビーム通路は傘歯車等が収納される空
間から分離されているので、傘歯車の噛合部から飛散す
る摩耗粉や潤滑剤あるいはレーザビーム通路以外の装置
内部に堆積した粉塵等がミラーに付着してその表面を汚
すことを防止することができる。従ってミラー表面の汚
れによりレーザビームのエネルギが吸収されてミラーが
加熱されることがなくなり、このような加熱によるミラ
ーの破損を防止することができる。

〔実施例〕

以下に、添付図面により実施例の説明をする。

第２図の全体正面図に示す如く、本実施例のレーザ加工
装置は、順次連結された３個の旋回部材２２．２４．２
６を介してレーザトーチ２８を昇降交座標のＸ及びＹ方
向に移動可能に支持されている。

先ず移送装置１０の構成につき説明すれば、ペッド１１
上面の四隅に支柱１２が立設され、その上端には一対の
第１案内レール１３が平行に掛は渡されている。第１案
内レール１３上には第１直動部１４がＸ方向移動可能に
案内支持され、正逆回転する第１サーボモータ１５によ
り往復動が与えられている。第１直動部１４上には第１
案内レール１３と直交する第２案内レール１６が設けら
れ、これに第２直動部１７がＹ方向移動可能に案内支持
されている。案内レール１６に沿って軸支された送りね
じ１８には第２直動部１７に固定されたナツト１７ａが
螺合され、この送りねじ１８は正逆回転する第２サーボ
モータ１９により回転駆動されて第２直動部１７に往復
動を与えるようになっている。本実施例においては、支
持部材２０を支持する移送装置１ｏは、上述の如く直交
座標系であるが、極座標系の移送装置を使用することも
可能である。

第２直動部１７には鉛直なＺ方向に移動可能に支持部材
２０が案内支持され、駆動装置（図示せず）により上下
動が与えられている。第１図に示す如く、支持部材２０
の下端には第１軸線０１回りに回動可能に第１旋回部材
２２が支持され、第１旋回部材２２には第１軸線０１と
同一平面内にあって直交する第２軸線０２回りに回動可
能に第２旋回部材２４が支持され、第２旋回部材２４に
は第２軸線０２と同一平面内にあって直交する第３軸線
０３回りに回動可能に第３旋回部材２６が支持されてい
る。第３旋回部材２６には第３軸線０３と同一平面内に
あって直交する軸線を有するレーザトーチ２８が固定さ
れている。

第１図に示す如く、第１旋回部材２２は中空であり、そ
の−例（第１図において上側）にはフランジ板２２ａを
介して第１軸線０１と同軸の中空軸３０が固定され、こ
の中空軸３０及び球軸受２１を介して支持部材２０に軸
支されている。中空軸３０内には第１軸線０１と同軸に
中空の第３連動軸３１が、更にその内部には同じく同軸
に中空の第１連動軸４０が設けられてそれぞれ球軸受３
３．４２により軸支され、第１旋回部材２２の内側に臨
むその各一端３１ａ、４０ａにはそれぞれ第３及び第１
傘歯車３５．４５が形成されている。

第１旋回部材２２の他側（第１図において左側）には第
２軸線０２と同軸に筒部材２２ｂが固定され、この筒部
材２２ｂ及び球軸受２５を介して、第２旋回部材２４に
固定された中空の第４連動軸３２が第１旋回部材２２に
軸支されている。第１旋回部材２２の内側に臨む第４連
動軸３２の一端３２ａには、第３傘歯車３５と噛合する
第４傘歯車３６が形成されている。また、第４連動軸３
２内には第２軸線０２と同軸に中空の第２連動軸４１が
設けられて球軸受４３により軸支され、第１旋回部材２
２内に臨むその一端４１ａは第１傘歯車４５と噛合する
第２傘歯車４６のボス部により形成されている。

以上の構成により、第３連動軸３１が第１旋回部材２２
に対し回動すれば、第２及び第３旋回部材２４．２６は
第４連動軸３２と共に第２軸線０２回りに回動すること
になる。また、第１連動軸４０が回動して第２連動軸４
１が第２旋回部材２４に対し回動すれば、図示は省略し
たが第２旋回部材２４内に設けた上記と類似の傘歯車連
動機構により、第３旋回部材２６は第３軸線ｏ３回りに
回動することになる。

第１図に示す如く、第１旋回部材２２の内側には、ミラ
ー支持装置５８を介して、第１及び第２軸線Ｏｆ、０２
を含む平面と直交し、両軸線０１゜０２とそれぞれ４５
度傾斜するミラー５４が支持されている。同様のミラー
５５．５６は同一のミラー支持装置により第２旋回部材
２４及び第３旋回部材２６内にも設けられている。

第１旋回部材２２の内部には、ミラー５４を覆う内部カ
バー２３が設けられている。第１図に示す如く、本発明
の主要な構成部材のひとつである内部カバー２３は、第
１旋回部材２２の内部をミラー５４が収納される空間と
傘歯車３５，３６゜４５．４６が収納される空間とに分
離するものであり、この内部カバー２３は前記第１旋回
部材２２に一体形成されたカバーケース２３ａと、この
カバーケース２３ａに対し第１軸線０１と同軸において
圧入支持された第１筒部２３ｂと、前記カバーケース２
３ａに対して第２軸線ｏ２と同軸においてねし止めされ
た第２筒部２３Ｃとにより構成されている。第１筒部２
３ｂの先端部は第１連動軸４０の一端４０ａの内周に回
動可能に嵌合され、また第２筒部２３ｃの先端部は第２
連動軸４１の一端４１ａの内周に回動可能に嵌合され、
かくして両速動軸４０．４１及び内部カバー２３により
、第１及び第２軸線０１，０２に沿って屈曲し、かつ各
傘歯車３５．３６，４５．４６が収納される空間から分
離されたレーザビーム通路Ｃが形成される。図示は省略
したが、第２旋回部材２４内にもミラー５５を覆って同
様な内部カバーが設けられ、第２連動軸４１の他端と第
２旋回部材２６を軸支する中空連動軸の一端が回動可能
に嵌合されている。レーザ発振器５０により発振され、
屈折反射機構５１を介して第１軸線０１に沿ってレーザ
ビーム通路Ｃ内に送り込まれたレーザビームＢは、各部
材２２，２４．２６の回動角度如何に拘わらず、先ずミ
ラー５４により反射されて第２軸線０２に沿ってレーザ
ビーム通路Ｃ内を通り、次いでミラー５５により反射さ
れ、更にミラー５６により反射されてレーザトーチ２８
内に送り込まれ集束されて工作物Ｗに照射されてこれを
加工するようになっている。

本実施例のレーザ加工装置においては、各部材２２．２
４．２６はそれぞれ連動装置を介して制御装置により回
動され、レーザトーチ２８の姿勢を制御する。この制御
の一環として第１及び第３連動軸４０．３１が回動され
、この回動は各傘歯車３５，３６，４５．４６を介して
第２及び第４連動軸４１．３２に伝動される。この伝動
により、各傘歯車３５．３６．４５，４６の噛合部にお
いて摩耗粉が生じ、グリース等の潤滑剤と混じて噛合部
より飛散し、また第１旋回部材２２の動きにより装置内
部に堆積された粉塵が舞い上る。しかしながら、ミラー
５４が収納される空間は、レーザビーム通路Ｃの一部を
なす内部カバー２３により傘歯車３５．３６，４５．４
６が収納される空間から分離されているので、各傘歯車
３５，３６゜４５．４６の噛合部より飛散する摩耗粉や
／１２Ｉ滑剤及び前記空間内の！５）　ｆｆ等がミラー
５４に付着してその表面を汚すことはない。

上記実施例においては第１旋回部材２２内に内部カバー
２３を設け、両速動軸４０．４１を回動可能に嵌合して
ミラー５４の汚れを防止しているが、第２旋回部材２４
内にも同様に内部カバーを設け、連動軸を嵌合してミラ
ー５５の汚れを防止することもできる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明によるレーザ加工装置の一実施例を示し、
第１図は一部を破断した要部の正面図、第２図は全体正
面図である。 符号の説明 １０・・・移送装置、２０・・・支持部材、２２・・・
第１旋回部材、２３・・・内部カバー、２３ｂ・・・第
１筒部、２３ｃｍ−−第２　？Ｉｆｉ部、２４・・・第
２旋回部材、２８・・・レーザトーチ、４０・・・第１
連動軸、４０ａ・・・一端、４１・・・第２連動軸、４
１ａ・・・一端、４５・・・第１傘歯車、４６・・・第
２傘歯車、５４・・・ミラー、Ｂ・・・レーザビーム、
Ｃ・・・レーザビーム通路、０１・・・第１軸線、ｏ２
・・・第２軸線。 （外１名）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 移送装置に支持された支持部材と、第１軸線回りに回動
   可能に前記支持部材に支持された中空な第１旋回部材と
   、前記第１軸線と交差する第２軸線回りに回動可能に支
   持された第２旋回部材と、前記第１及び第２軸線とそれ
   ぞれ同軸に設けられ各一端が前記第１旋回部材の内側に
   臨む筒状の第１及び第２連動軸と、この第１及び第２連
   動軸の前記各一端に設けられ互いに噛合する第１及び第
   ２傘歯車と、前記第２旋回部材に支持され前記両連動軸
   及び両傘歯車により姿勢が制御されるレーザトーチと、
   前記第１旋回部材の内側に設けられ前記第１連動軸内を
   通して送り込まれたレーザビームを反射して前記第２連
   動軸内を通して前記レーザトーチに送り出すミラーを備
   えてなるレーザ加工装置において、前記第１旋回部材に
   は前記ミラーを覆うと共に前記第１及び第２軸線とそれ
   ぞれ同軸な第１及び第２筒部を有する内部カバーを設け
   、この第１及び第２筒部をそれぞれ前記第１及び第２連
   動軸の前記各一端に回動可能に嵌合して、此等両連動軸
   と内部カバーとにより前記両傘歯車等が収納される空間
   から分離されたレーザビーム通路を形成したことを特徴
   とするレーザ加工装置。