JPS62197289A - Laser beam machining device - Google Patents
Laser beam machining deviceInfo
- Publication number
- JPS62197289A JPS62197289A JP61039524A JP3952486A JPS62197289A JP S62197289 A JPS62197289 A JP S62197289A JP 61039524 A JP61039524 A JP 61039524A JP 3952486 A JP3952486 A JP 3952486A JP S62197289 A JPS62197289 A JP S62197289A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laser beam
- axis
- arm
- laser
- parabolic mirror
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000003754 machining Methods 0.000 title abstract description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 17
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims description 20
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000004043 responsiveness Effects 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000009751 slip forming Methods 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[発明の技術分野]
この発明は、曲面を有する被加工物を連続加工する場合
と好適するレーザ加工装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a laser processing apparatus suitable for continuous processing of a workpiece having a curved surface.
[発明の技術的背景とその問題点]
レーザ光を用いて金属板などの溶接や溶断を行なうレー
ザ加工装置としてたとえば特開昭59−21491号公
報が知られている。[Technical background of the invention and its problems] For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-21491 is known as a laser processing apparatus for welding or cutting metal plates using laser light.
このレーザ加工装置は、レーザ発振器から発振されたレ
ーザ光をロボットアームの内部に設けた光伝送系を介し
てその先端部に設けた集光部に導き、この集光部によっ
て集光されたレーザ光を被加工物に照射してレーザ加工
するものである。そして、前記ロボットアームを構成す
る屈曲腕部材を、支持部材に垂直中心軸線まわりに回転
可能に支持した第1の屈曲腕と、この第1の屈曲腕にそ
の中心軸線を中心として回転可能に連結した第2の屈曲
腕とによって構成し、前記各屈曲部にレーザ光を反射さ
せる反射ミラーを設けて光伝送系を構成したものである
。This laser processing device guides a laser beam oscillated from a laser oscillator through an optical transmission system installed inside the robot arm to a condensing section installed at the tip of the robot arm. Laser processing is performed by irradiating light onto the workpiece. The bent arm member constituting the robot arm is rotatably connected to the first bent arm, which is rotatably supported around the vertical central axis by a support member. and a second bent arm, and a reflecting mirror for reflecting the laser beam is provided at each of the bent portions to constitute an optical transmission system.
したがって、このレーザ加工装置は、支持部材に対して
第1の屈曲腕を回転させれば、第1の屈曲腕および第2
の屈曲腕が垂直中心軸線まわりに回転し、第1の屈曲腕
に対して第2の屈曲腕を回転させることにより、第2の
屈曲腕が傾斜中心軸線まわりに回転するが、集光部によ
って集光されるレーザ光の焦点Pは一定である。つまり
屈曲腕部材をいかように回転させても焦点Pの位置が変
化しないようにしたことにあり、集光部から照射される
レーザ光の照射方向は自ずと水平と垂直に限定される。Therefore, in this laser processing device, when the first bending arm is rotated with respect to the support member, the first bending arm and the second bending arm are rotated.
The bending arm of rotates about the vertical central axis, and by rotating the second bending arm with respect to the first bending arm, the second bending arm rotates about the tilted center axis, but the light condensing part rotates the second bending arm about the tilt center axis. The focal point P of the focused laser beam is constant. In other words, no matter how the bending arm member is rotated, the position of the focal point P is not changed, and the direction of irradiation of the laser beam from the condenser is naturally limited to horizontal and vertical directions.
しかし、被加工物を高精度の連続加工を行なうためには
、加工面に対しレーザ光軸を常に垂直に保持してレーザ
光焦点を移動させる必要かある。したかって、被加工物
が曲面の場合には、被加工面の傾きは連続的に変化する
ため、上記レーザ加工装置を用いると、少なくとも4軸
以上の同時制御を行なう必要がある。したがって移動軸
数が多くなり位置決め精度が低下する。また、屈曲腕部
に多数の反則系が必要されレーザ光軸の調整が複雑であ
り、かつ、腕部の重量が大きくなり、位置決め制御時の
応答性が低下するという欠点がある。However, in order to continuously process a workpiece with high precision, it is necessary to always maintain the laser optical axis perpendicular to the processing surface and move the laser beam focus. Therefore, when the workpiece is a curved surface, the inclination of the workpiece surface changes continuously, so when the above laser processing apparatus is used, it is necessary to simultaneously control at least four axes. Therefore, the number of moving axes increases and positioning accuracy decreases. Further, there are disadvantages in that a large number of anti-circuit systems are required in the bent arm, making adjustment of the laser optical axis complicated, and the weight of the arm increases, reducing responsiveness during positioning control.
また、集光手段としてガラス製のレンズを用いているの
で、大出力のレーザ光を入光すると発熱により破損した
り、焦点位置がずれたりするなどの問題があり、高出力
レーザ加工の障害となっていた。In addition, since a glass lens is used as a light focusing means, when a high-power laser beam enters the lens, it may be damaged due to heat generation or the focal position may shift, which may impede high-power laser processing. It had become.
[発明の目的]
この発明は上記事情を考慮してなされたちので、その目
的とするところは、曲面を有する被加工物の連続加工に
おいて、同時制御軸数を削減し腕部重量を軽減すること
により位置決め性能を向上させたし〜ザ加工装置を提供
することに必る。[Object of the Invention] This invention was made in consideration of the above circumstances, and its purpose is to reduce the number of simultaneously controlled axes and reduce the weight of the arm in continuous machining of a workpiece having a curved surface. It is necessary to provide a processing device with improved positioning performance.
[発明の概要1
この発明は上記目的を達成するため、少なくとも一次元
に移動可能な支持部材上に設けられたレーザ発振器から
垂直方向に照射されるレーザ光を中空の屈曲アーム内に
導入し、上記レーザ光の光軸まわりに回転させるととも
に屈曲部に設(プられた平面反射鏡を介して屈曲アーム
の水平アームの開放側に設けられた集光用放物面鏡に反
射させたのち、この放物面鏡を光軸のまわりに回転させ
ることにより、上記レーザ光を加工面に集光させる構成
としたことにおる。[Summary of the Invention 1] In order to achieve the above object, the present invention introduces a laser beam irradiated in a vertical direction from a laser oscillator provided on a support member movable in at least one dimension into a hollow bending arm, The laser beam is rotated around the optical axis and reflected via a flat reflecting mirror installed at the bending part to a condensing parabolic mirror installed on the open side of the horizontal arm of the bending arm. By rotating this parabolic mirror around the optical axis, the laser beam is focused on the processing surface.
[発明の実施例]
以下、この発明の一実施例を第1図乃至第3図を参照し
て説明する。第1図中1は装置台であり、この装置台1
の上面後側にはXYZ3軸直交座標型ロボット2が設け
られている。また、装置台1の前側には曲面3aが連続
して形成された被加工物3が固定されている。上記ロボ
ット2の前端にはZiIII支持部4が上下方向に移動
自在に取付けられている。このZ軸支持部4の下端には
第2図に示すように、支持部材としての支持部5が固定
されている。そして、この支持部5はX、YおよびZ方
向に移動可能となっている。この支持部5の前方には上
部にノランジ部6aを有する円筒状軸受体6が嵌着され
ている。この軸受体6の上部には垂直方向の光軸Aに沿
ってレーザ光を照射するレーザ発振器7が設けられてい
る。一方、上記軸受体6には中空筒状の屈曲アーム8が
下方から挿入されている。そして、この屈曲アーム8の
内部に上記レーザ発振器7が照射するレーザ光が導入さ
れるようになっている。上記屈曲アーム8の垂直アーム
8aの上部は上記軸受体6との間に装着された軸受9.
9に支持されて上記光f[llAのまわりを回転するよ
うになっている。すなわち、上記垂直アーム8aの外周
部には歯車10が固定され、この歯車10は支持部5の
上面に設【ブられたアーム駆動モータ11の軸端に固定
されたごニオン12と噛み合い回転するようになってい
る。[Embodiment of the Invention] An embodiment of the invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 3. 1 in Figure 1 is a device stand, and this device stand 1
An XYZ three-axis orthogonal coordinate robot 2 is provided on the rear side of the top surface. Furthermore, a workpiece 3 having a continuous curved surface 3a is fixed to the front side of the apparatus stand 1. A ZiIII support section 4 is attached to the front end of the robot 2 so as to be movable in the vertical direction. As shown in FIG. 2, a support portion 5 as a support member is fixed to the lower end of the Z-axis support portion 4. As shown in FIG. This support portion 5 is movable in the X, Y, and Z directions. A cylindrical bearing body 6 having a nonge part 6a at the upper part is fitted in front of the support part 5. A laser oscillator 7 that emits laser light along a vertical optical axis A is provided above the bearing body 6. On the other hand, a hollow cylindrical bending arm 8 is inserted into the bearing body 6 from below. The laser beam irradiated by the laser oscillator 7 is introduced into the bent arm 8. The upper part of the vertical arm 8a of the bending arm 8 has a bearing 9 mounted between it and the bearing body 6.
9 and rotates around the light f[llA. That is, a gear 10 is fixed to the outer periphery of the vertical arm 8a, and this gear 10 is rotated by meshing with a gear 12 fixed to the shaft end of an arm drive motor 11 installed on the upper surface of the support section 5. It looks like this.
そして、屈曲アーム8は屈曲部8bにおいて上記垂直ア
ーム8aに対して90°屈曲された水平アーム8Gに接
続されている。上記屈曲部8bには平面反射鏡13が取
付けられている。そして、上記水平アーム8Gの開放端
には加工機ヘッド14が軸受15.15により回転自在
に支持されている。すなわち、上記加工機ヘッドの外周
部には歯車16が固定されている。そして、この歯車1
6は水平アーム8Gの外周部に設けられた第2の駆動モ
ータとしての駆動モータ17に直結されたピニオン18
と噛み合い上記駆動モータ17が回転すると水平方向の
光軸Bまわりに第3図に示すように回転するようになっ
ている。上記加工機ヘッド14の端部には前面に放物面
’19aを有する、集光用放物面鏡としての例えば銅製
の放物面鏡19が固定されている。この放物面鏡19は
平面反射鏡13において水平アーム8c内に入射したレ
ーザ光を集光したのち、上記加工機ヘッド14に設けら
れた照射口体20を介し、光軸Bと直交する光軸Cに沿
って被加工物3の力1工面を照射するように構成されて
いる。The bending arm 8 is connected at a bending portion 8b to a horizontal arm 8G bent at 90 degrees with respect to the vertical arm 8a. A plane reflecting mirror 13 is attached to the bent portion 8b. A processing machine head 14 is rotatably supported by bearings 15.15 at the open end of the horizontal arm 8G. That is, a gear 16 is fixed to the outer periphery of the processing machine head. And this gear 1
6 is a pinion 18 directly connected to a drive motor 17 as a second drive motor provided on the outer periphery of the horizontal arm 8G.
When the drive motor 17 rotates, it rotates around the optical axis B in the horizontal direction as shown in FIG. 3. A parabolic mirror 19 made of copper, for example, is fixed to the end of the processing machine head 14 as a condensing parabolic mirror having a parabolic surface '19a on the front surface. This parabolic mirror 19 collects the laser light incident on the horizontal arm 8c in the plane reflecting mirror 13, and then passes the light perpendicular to the optical axis B through the irradiation port 20 provided on the processing machine head 14. It is configured to irradiate a single force plane of the workpiece 3 along the axis C.
上記のように構成されたレーザ加工装置を用いて、曲面
3aが連続して形成された波形の被加工物3を破線3b
に沿ってX方向に溶接するには、放物面鏡19が設けら
れた加工機ヘッド14をXY方向に移動させて、放物面
鏡19の光軸Cを被加工物3の上記破線に合致させる。Using the laser processing apparatus configured as described above, a corrugated workpiece 3 in which curved surfaces 3a are continuously formed is cut along the broken line 3b.
To weld in the X direction along Match.
ついで、水平アーム8Gの外周部に設けられた駆動モー
タ17を回転さ゛ぜて加工機ヘッド14を第3図に示す
ように揺動回転させるとともに、加工ヘッド14をX軸
およびZ軸方向に移動させる。そして、加工機ヘッド1
4が第3図のように揺動回転することにより光軸Cは連
続して常に被加工物3の加工面3bに対して垂直に保持
されるとともに、Z軸方向に上下動するのでレーザ光の
焦点は常に加工面3bに指向される。Next, the drive motor 17 provided on the outer periphery of the horizontal arm 8G is rotated to swing and rotate the processing machine head 14 as shown in FIG. 3, and to move the processing head 14 in the X-axis and Z-axis directions. . And processing machine head 1
4 swings and rotates as shown in Fig. 3, the optical axis C is continuously maintained perpendicular to the processing surface 3b of the workpiece 3, and also moves up and down in the Z-axis direction, so that the laser beam The focus is always directed to the processing surface 3b.
したがって、この実施例においては加工機ヘッド14を
セラ1〜したのちは、加工機ヘッド14はX軸およびZ
軸方向に移動させながら加工機ヘッド14を揺動回転さ
せるだけで、レーザ光は常に焦点を不変のまま被加工物
3の加工面3bに垂直19を用いているので、レーザ出
力が大きくなっても、冷却装置を付加することにより、
発熱により破損したり、あるいは焦点距離が変化したり
することがなく、高精度かつ高能率のレーザ加工が可能
となる。Therefore, in this embodiment, after the processing machine head 14 has been moved from Cera 1 to Cera 1, the processing machine head 14 is
By simply swinging and rotating the processing machine head 14 while moving it in the axial direction, the laser beam always maintains its focus perpendicular to the processing surface 3b of the workpiece 3, so the laser output increases. By adding a cooling device,
High precision and high efficiency laser processing is possible without damage due to heat generation or change in focal length.
なお、上記実施例においては、XYZ3軸直交座標型ロ
ボット2のZ軸支持部4の下部にレーザ発振器7の支持
部5を取付けたが、上記ロボット2の各軸直交点に反射
系を設けることにより、第2図における支持部5を廃し
、屈曲アーム8をZ軸支持部2に直結し、レーザ発振器
7を装置台1に設置することも可能となる。In the above embodiment, the support part 5 of the laser oscillator 7 is attached to the lower part of the Z-axis support part 4 of the XYZ three-axis orthogonal coordinate robot 2, but a reflection system may be provided at the orthogonal point of each axis of the robot 2. Therefore, it is also possible to eliminate the support part 5 in FIG. 2, connect the bending arm 8 directly to the Z-axis support part 2, and install the laser oscillator 7 on the apparatus stand 1.
[発明の効果]
以上説明したように、この発明によれば、集光光軸を2
次元の移動で連続的に移動させ、かつ加工点に対し、連
続的に垂直に保つことができ高精度な加工が可能となる
。[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, the condensing optical axis is
It can be moved continuously by dimensional movement and can be continuously maintained perpendicular to the processing point, making it possible to perform highly accurate processing.
また、従来技術では少なくとも4ケの反射系を必要とす
るのに対し、この発明においては2ケの反射系で市らゆ
る角度からのレーザ光照射が可能であり、光軸調整が容
易となる。したがって保守性能が向上するだけでなく腕
部の重優が軽減し、位置制御時の応答性が向上するとい
う効果がある。In addition, while the conventional technology requires at least four reflection systems, the present invention allows laser beam irradiation from any angle with two reflection systems, making it easy to adjust the optical axis. . Therefore, not only maintenance performance is improved, but also the weight of the arm is reduced, and responsiveness during position control is improved.
また、本発明においては、金属製の放物面鏡を用いてい
るので、レーザ出力が大ぎくなっても、冷却装置を付加
することにより、発熱による破損を防止し、かつ、焦点
距離の変化をなくすことができるので、高精度かつ高能
率のレーザ加工が可能となる。In addition, since the present invention uses a metal parabolic mirror, even if the laser output becomes large, by adding a cooling device, damage due to heat generation can be prevented, and the focal length can be changed. This makes it possible to perform highly accurate and highly efficient laser processing.
図面はこの発明の一実施例を示し、第1図はレーザ加工
装置を示す斜視図、第2図は第1図の■矢視拡大断面図
、第3図は第2図の■矢視側面図である。
5・・・支持部(支持部材)、7・・・レーザ発振器、
−〇 −
8・・・屈曲アーム、8b・・・屈曲部、8G・・・水
平アーム、△・・・光軸(垂直方向)、11・・・アー
ム駆動モータ(第1の駆動モータ〉、13・・・平面反
射鏡、14・・・加工機ヘッド、17・・・駆動モータ
(第2の駆動モータ)、19・・・放物面鏡(集光用放
物面鏡光ガイド)。The drawings show one embodiment of the present invention, and FIG. 1 is a perspective view showing a laser processing device, FIG. 2 is an enlarged sectional view taken in the direction of the ■ arrow in FIG. 1, and FIG. 3 is a side view in the direction of the ■ arrow in FIG. It is a diagram. 5... Support part (support member), 7... Laser oscillator,
-〇- 8...Bending arm, 8b...Bending portion, 8G...Horizontal arm, △...Optical axis (vertical direction), 11... Arm drive motor (first drive motor), 13... Plane reflecting mirror, 14... Processing machine head, 17... Drive motor (second drive motor), 19... Parabolic mirror (parabolic mirror light guide for focusing).
Claims (1)
まわりに回転させる第1の駆動装置と、屈曲アームの水
平アームの開放側に設けられた集光用放物面鏡と、この
放物面鏡を保持する加工機ヘッドと、この加工機ヘッド
を光軸まわりに回転させる第2の駆動装置とを具備する
ことを特徴とするレーザ加工装置。a first driving device that rotates a condensing parabolic mirror light guide around an optical axis in the vertical direction of the laser beam; a condensing parabolic mirror provided on the open side of the horizontal arm of the bending arm; A laser processing device comprising: a processing machine head that holds the parabolic mirror; and a second drive device that rotates the processing machine head around an optical axis.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61039524A JPS62197289A (en) | 1986-02-25 | 1986-02-25 | Laser beam machining device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61039524A JPS62197289A (en) | 1986-02-25 | 1986-02-25 | Laser beam machining device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62197289A true JPS62197289A (en) | 1987-08-31 |
Family
ID=12555430
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61039524A Pending JPS62197289A (en) | 1986-02-25 | 1986-02-25 | Laser beam machining device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62197289A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03193290A (en) * | 1989-12-25 | 1991-08-23 | Fanuc Ltd | Laser beam machine and laser beam machining method |
CN103386553A (en) * | 2013-08-14 | 2013-11-13 | 常州市璟胜自动化科技有限公司 | Laser cutting device |
CN113686270A (en) * | 2021-09-30 | 2021-11-23 | 湖南瑞盈光电科技有限公司 | On-vehicle well accuse plane glass apron plane degree of flatness detection device |
-
1986
- 1986-02-25 JP JP61039524A patent/JPS62197289A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03193290A (en) * | 1989-12-25 | 1991-08-23 | Fanuc Ltd | Laser beam machine and laser beam machining method |
CN103386553A (en) * | 2013-08-14 | 2013-11-13 | 常州市璟胜自动化科技有限公司 | Laser cutting device |
CN113686270A (en) * | 2021-09-30 | 2021-11-23 | 湖南瑞盈光电科技有限公司 | On-vehicle well accuse plane glass apron plane degree of flatness detection device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101419336B (en) | Mirror-vibrating laser three-dimensional scanning system | |
KR960008697B1 (en) | Composite machine tool capable of laser machining | |
JPH07185866A (en) | Laser beam oscillator land laser beam machine provided with it | |
US4892992A (en) | Industrial laser robot system | |
JP2002301585A (en) | System and method for remote laser welding | |
JPS5921491A (en) | Laser working robot | |
CN111872548A (en) | Laser processing device with controllable light beam incident angle and laser processing method | |
JP2925835B2 (en) | Wrist structure for laser processing equipment | |
CN213318327U (en) | Laser processing device with controllable light beam incident angle | |
JP2009078288A (en) | Laser beam machining robot | |
JPH055596B2 (en) | ||
JPS62197289A (en) | Laser beam machining device | |
JPH0782154B2 (en) | Device for delivering parallel beams such as laser beams | |
JP3003895B2 (en) | Laser processing equipment | |
EP0413826A1 (en) | Method and apparatus for laser machining using non-axisymmetric parabolic reflector | |
RU2283738C1 (en) | Device for laser working | |
JPH10216981A (en) | Optical axis moving type laser bean machine | |
JPH08132264A (en) | Laser beam machine | |
JP3511049B2 (en) | Laser processing equipment | |
JPS6037287A (en) | Beam moving type laser working device | |
JP2001287068A (en) | Laser beam cutting torch | |
JP2021162715A (en) | Focal length adjustment device and laser processing equipment | |
JP5063402B2 (en) | Laser processing equipment | |
JPH0315273Y2 (en) | ||
JP2824170B2 (en) | Laser processing equipment for robots |