JPS63144890A - 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〉 本発明は高エネルギーレーザビームをワークに照射して
溶接、切断、穴あけ２表面処理等の加工を行うレーザ加
工装置に関する。

〈従来の技術〉 レーザ加工装置は、第４図に示すように、レーザ光１を
レーザ発振型２内の共振器ミラー３間で放電励起加速し
、このレーザ光１を光路途中のミラー４で方向を変化さ
せて加工ヘッド５に導き、この加工ヘッド５に備えられ
た収束レンズ６によってレーザ光１を収束させて高エネ
ルギレーザビームとしてワーク７に照射し、溶接等の加
工を行う。

このようなレーザ加工装置で発振されろレーザ光１は例
えば１　ｋｗ以上のＣＯ□レーザのように高出力なもの
であるため、光フアイバ内を伝播させて伝送することが
できない。このため、レーザ加工装置において；よ、第
５図に示すように反射鏡（ミラー）と中空のチューブと
によりレーザ光の伝送路を構成している。

−ｒｔｘｂち、レーザ発振器２からのレーザ光１をミラ
ー８で反射させてその方向をｙ軸方向へ変え、とのレー
ザ光１の方向をミラー９を介してミラー１０でＸ軸方向
へ変え、更にし−ザ光１の方向をミラー１１で２軸方向
へ変えてミラー１２で加工ヘッド５に導ひく。そして、
空気中のほこりによる散乱等を防止するため、各ミラー
間の光路は中空のチューブにより覆われており、ミラー
８，９間のｙ軸方向に延びるチューブ１４、ミラー１０
．１１間のＸ軸方向に延びろチューブ１５、ミラー１１
．１２間の２軸方向に延びるチューブ１６はそれぞれ多
数の管材を互いに摺動自在に組合せて構成した伸縮自在
なものとなっている。

従って、チューブ１４がｙ軸方向で伸縮し、チューブ１
５がＸ軸方向で伸縮し、チューブ１６が２軸方向で伸縮
することにより、加工ヘッド５は直交３軸方向すなわち
６方向に移動することができ、更にこれら６方向の移動
の組合せにより、ワーク７の管材７ａを円周シール溶接
するような場合には、加工ヘッド５を円運動させること
もできる。尚、ミラー１２と加工ヘッド５との間に介装
されたチューブ１７もＸ軸方向へ伸縮自在であり、この
チューブ１７の伸縮により加工ヘッド５のみを移動させ
てワーク７に接近離隔させることができる。

〈発明が解決しようとする問題点〉 上記したレーザ加工装置は加工ヘッド５の直交３軸方向
への移動自由度を有しているが、円運動をさせる場合に
は伝送路を成すチューブが非常に遠まわりして動くため
、加工ヘッド５の移動操作性が悪いばかりか作業スペー
スを広く必要としたり或いは自由な動きを束縛されたり
するという問題があった。また、レーザ光の向きを変え
ろために多くのミラーを必要とするため、光路が長くな
って出力減衰が大きくエネルギー効率が悪いという問題
があった。

本発明は上記従来の事情に鑑みなされたもので、上記問
題点を合理的に解決するレーザ加工装置を提供すること
を目的とする。

く問題点を解決するための手段〉 本発明のレーザ加工装置は、レーザ発振器と、レーザ光
を収束してワークに照射する加工ヘッドと、互いに異な
る方向に延在して前記レーザ発振器から前記加工ヘッド
へのレーザ光伝送路を構成する複数の伸縮自在なチュー
ブとを備えたレーザ加工装置ｌにおいて、前記チューブ
間を揺動自在に連結すると共に一方のチューブから他方
のチューブへのレーザ光伝送方向を該揺動に応じて変化
させろ反射鏡を有した揺動継手を設けたことを特徴とす
る。

く作　　　用〉 チューブの伸縮の他にチューブ間に揺動自由度を与え、
チューブの小さな動きにより加工ヘッドの自由な移動を
達成する。

く実　施　例〉 本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。

第１図は本実施例のレーザ加工装置（レーザシール溶接
装置）を表す斜視図、第２図。

第３図はそれぞれ揺ｕＪ継手を表す断面図である。尚、
従来と同一部分には同一符号を付して重複する説明は省
略する。） 図示のように、チューブ１４とチューブ１５とを揺動継
手２０を介して連結して、チューブ１５をチューブ１４
の軸線回りにｘｚ面内で揺！Ｉ！ＩＩＩ（回動）自在と
しである。揺動継手２０は、チューブ１５に対して固定
されているが、チューブ１４に対しては軸受２１を介し
て回動自在に連結されており、チューブ１５をチューブ
１４の軸回りに回動自在としている。

また、揺動継手２０内には反射ミラー２２が設けられて
おり、チューブ１４内を伝送されてきたレーザ光１を反
射ミラー２２で反射してチューブ１５内へ伝送させる。

ここで、チューブ１５はチューブ１４の軸回りに回動す
るため、反射ミラー２２を所定角度で揺動継手２０内に
設けておけば、チューブ１５の回動位置に係らず、常に
レーザ光１の方向をチューブ１４からチューブ１５へ変
えろことができろ。

また、チューブ１５とチューブ１７とを揺動継手２３　
ｒｅ介して連結して、チューブ１７をｘｚ面内で揺動（
回動）自在としである。

揺動継手２３は、チューブ１５に対して固定されている
が、チューブ１７に対しては回動自在に連結されており
、チューブ１７　（加工ヘッド５）をチューブ１５の揺
動に応じて揺動させることができろようになっている。

また、揺動継手２３内には一対の反射ミラー２４゜２５
か設けられており、チューブ１５内を伝送されてきたレ
ーザ光１を反射ミラー２４゜２５で反射してチューブ１
７円から加工ヘット５へ伝送させる。ここて、チューブ
１７はチューブ１５の直角な軸（ｙ軸）回りに回動する
ため、チュー°ブ１７の回動に応じて反射ミラー２４．
２５の少なくとも１つを揺動させる必要かある。このた
め、本実施例では、反射ミラー２５を角度調整器２６を
介して揺ｖｊＪ継手２３内に設け、チューブ１７の揺動
に対して反射ミラー２５の傾きを自動的に変化させ（チ
ューブ１７の揺動角の半分傾きを変化させる）、チュー
ブ１５からのレーザ光ｌを常にチューブ１７内へ伝送さ
せるようにしである。

まｔ：、本実施例では加工・＼ラド５を自動的に移動操
作するためにガントリーロボット３０を設けである。こ
のガン！・リーロボット３０は、Ｘ軸方向に敷設された
レール３１上を移動するＺ軸ポスト３２と、送りねじ３
３により２軸ポスト３２に沿ってＺ軸方向に移動するｙ
軸バー３４とを有し、揺！！＋＋継手２３を送りれじ３
５によりｙ軸パー３４に沿つ゛ζｙ軸方向に移動させ、
送りねじ３３によりＺ軸方向に移動させ、レール３１上
の移動によりＸ軸方向に移動させろことができる。従っ
て、ガ、１、リーヮボット３ｏは加工ヘッド５をｘ。

ｙ、Ｚ軸方向に移動させなり、これらの動きの組合せで
円だ動等自由な運動をさせることがでさろ。

また、レーザ発振語２からガントリーロボット３０の間
でレーザ光伝送路を成すチューブを支えるため一対の支
柱４０．４１が設けられている。そして、支柱４１は揺
動継手２０に軸受４２を介して回転自在に速結した伸縮
自在なアーム４３を介して支持しており、チューブ１４
の伸縮及び揺動継手２０の回動が自白になさｔするよう
になっている。

従って、加ゴーヘッド５の移動はチューブ１４１５．１
７の伸縮及び揺１Ｉｉ１１継手２０，２３のｔ１Ｂ動に
よってなされるｔ：め、伝送路の無駄な動きが少ない状
態で加工・＼ラド５を自由に移動させろことができる。

また、揺ｇｄＪ継手２０を設けることにより、従来では
必要であったＺ軸方向の伸縮デユープ１６及びこれに伴
う反射ミラーを省略することがでさろため、レーザ発振
簡２から加工ヘッド５への伝送路が短縮さねろ。

尚、上記実施例”Ｃはチューブを一平面内て回動させろ
揺動継手を用いたが、チューブを二平面以上で揺動させ
得ろ揺動継手を用いろこともてき、これによって伸縮チ
ューブ及び反射ミラーを更に省略することもできろ。尚
この場合には、チューブの揺動に応じて二方向以上で反
射ミラーのｆｔきを変化させる角度調整器を設ける。ま
た、揺動継手はチューブの辿続部に適宜設定し得ろもの
であり、上記実施例に限らず種々な態様とすることがで
き、　　る。

〈発明の効果〉 本発明のレーザ加工装置によれば、加工ヘッドの自由な
運動が達成されて、操作性が向上すると共にＮ　Ｃ’ｌ
１ｉＩｌ　ｌｆｌロボット等による自動制御も実現する
ことができる。また、チューブ、反射鏡の省略が達成さ
れて、伝送路が短か（なり、作業スペースが削減される
と共に出力誠衰を抑えてエネルギー効率を向上すること
ができろ、 ４１面の簡卯な説明 第１図は本発明の一実施例に係ろレーザ加工装置の斜視
図、第２図、第３図はそれぞれ揺動継手を表す断面図、
第４図はレーザ加工装置の原理説明図、第５図は従来の
し一ザ加工装置の斜視図てある。

図　　面　　中、 ■ばし−ザ光、 ２はし−サ発振２３． ５は加工・＼ラド、 １４．１５．１７はチューブ、 ２０．２３は揺動継手、 ２２．２４．２５は反射ミラーである。

１・ν　　許　　出　　願　　人 三菱重工業株式会社 曳　　　代　　　理　　　人

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. レーザ発振器と、レーザ光を収束してワークに照射する
   加工ヘッドと、互いに異なる方向に延在して前記レーザ
   発振器から前記加工ヘッドへのレーザ光伝送路を構成す
   る複数の伸縮自在なチューブとを備えたレーザ加工装置
   において、前記チューブ間を揺動自在に連結すると共に
   一方のチューブから他方のチューブへのレーザ光伝送方
   向を該揺動に応じて変化させる反射鏡を有した揺動継手
   を設けたことを特徴とするレーザ加工装置。