JPS6376784A - Rotary head for laser beam machine - Google Patents
Rotary head for laser beam machineInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明はレーザ光をある軸まわりに回動させて立体加
工するレーザ加工機の回転ヘッド、特にワークに照射さ
れるレーザ光の回転半径を任意に調節できる回転ヘッド
の改良に関するものである。[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] This invention relates to a rotating head of a laser processing machine that rotates a laser beam around a certain axis to perform three-dimensional processing, and in particular, to a rotating radius of the laser beam irradiated onto a workpiece. This invention relates to an improvement in a rotary head that can be adjusted arbitrarily.
従来のレーザ加工機用の回転ヘッドには例えば２軸回転
式のものがあり、このものは、ワークテーブルに垂直な
２＠方向の第１軸（以下Ｃ＠という）を中心に回動する
第１回転部と、このＣｆ１Ｉｌに直交する第２軸（以下
Ａ軸という）を中心に回動する第２回転部とを備えると
ともに、上記各回転部はレーザ光の進行方向を横方向に
変位させて加工ヘッド部の集光レンズにレーザ光を導き
、もってワークを加工するように構成されている。Conventional rotary heads for laser processing machines include, for example, a two-axis rotary type, and this type has a first axis that rotates around a first axis (hereinafter referred to as C@) in the 2@ direction perpendicular to the work table. The second rotating part rotates around a second axis (hereinafter referred to as A axis) perpendicular to Cf1Il, and each of the rotating parts transversely displaces the traveling direction of the laser beam. The laser beam is guided to the condensing lens in the processing head, and the workpiece is processed using the laser beam.
この２軸回転式の回転ヘッドは上述のように、Ｃ軸及び
Ａ軸という２つの回転軸を具備するため、これら各軸を
中心に、第１、第２回転部を個々に回動させることによ
ってワークを３次元加工することができる。As mentioned above, this two-axis rotary head is equipped with two rotation axes, the C axis and the A axis, so the first and second rotation parts can be rotated individually around each of these axes. It is possible to process a workpiece three-dimensionally.
このような回転ヘッドの構成を第４図に基づいて具体的
に説明する。この第４図は回転ヘッドの部分断面図であ
り、図において、（１）はレーザ光（２）を発振するレ
ーザ発振器、（３）はレーザ発振器（１）から発振され
たレーザ光（２）をＺ方向から回転ヘッド（４）に入射
させるためのペンドミラーである。なお、図中、ｘ、ｙ
、ｚは３次元空間の各方向を示している。この回転ヘッ
ド（４）はレーザ加工機の本体（図示せず）にポールね
じ（５）を介して取付けられるとともに、サーボモータ
（８）により上下方向及び周方向にそれぞれ移動可能に
なっている。The structure of such a rotary head will be specifically explained based on FIG. 4. This FIG. 4 is a partial cross-sectional view of the rotating head. In the figure, (1) is a laser oscillator that oscillates a laser beam (2), and (3) is a laser beam (2) that oscillates from the laser oscillator (1). This is a pendor mirror for making the light incident on the rotary head (4) from the Z direction. In addition, in the figure, x, y
, z indicate each direction in the three-dimensional space. This rotary head (4) is attached to the main body (not shown) of the laser processing machine via a pole screw (5), and is movable vertically and circumferentially by a servo motor (8).
この回転ヘッド（４）の下部は入射されるレーザ光（２
）の光軸を中心として回動自在な回転部（７）を構成し
ており、さらにこの回転部（７）は、Ｃ軸を中心として
第１回転部（以下Ｃ軸回転部という）（８）を回動させ
るＣ軸駆動部（３）と、Ａ軸を中心として第２回転部（
以下Ａ軸回転部という）（ｌＯ）を回動させるＡ軸駆動
部（１１）とを備えている。The lower part of this rotary head (4) is the laser beam (2) to which the laser beam is incident.
), which is rotatable around the optical axis of the rotary part (7), and further comprises a first rotating part (hereinafter referred to as the C-axis rotating part) (8) which is rotatable around the optical axis of the C-axis. ), a C-axis drive unit (3) that rotates the second rotating unit (
(hereinafter referred to as the A-axis rotating section) (lO).
Ｃ＠回転部（８）には上方に突出する筒状部（１２）が
固定されており、この筒状部（１２）はＣ軸駆動部（９
）によって駆動される。即ち、この筒状部（１２）は、
ブラケッ） （１３）と一体化したケース（１４）内に
ベアリング（１５）を介して回動自在に装着され、サー
ボモータ（１Ｂ）により歯車列（１７）を介して駆動さ
れ、これによりＣ軸回転部（８）が回動する。このＣ＠
１１回転部（８）のケース（１日）にはレーザ光を反射
する第１のペンドミラー（１８）が取付けられている。A cylindrical part (12) that protrudes upward is fixed to the C@rotating part (8), and this cylindrical part (12) is connected to the C-axis drive part (9).
) is driven by. That is, this cylindrical part (12) is
It is rotatably mounted via a bearing (15) in a case (14) integrated with a bracket (13), and is driven by a servo motor (1B) via a gear train (17), thereby driving the C-axis. The rotating part (8) rotates. This C@
A first pendor mirror (18) that reflects laser light is attached to the case (1st) of the 11th rotation section (8).
一方、このＣ軸回転部（８）とともに回転部（７）を構
成するＡ軸回転部（１０）はＡ軸駆動部（１１）により
駆動される。即ち、Ｃ軸回転部（８）のケース（１８）
内にはＡ軸回転部（１０）の筒部（２０）がベアリング
（２１）を介して回動自在に装着され、サーボモータ（
２２）により歯車列（２３）を介して駆動され、これに
よりＡ軸回転部（１０）が回動する。このＡ軸回転部（
１０）のケース（２４）には、第１のペンドミラー（１
９）で反射されたレーザ光を再び反射する第２のペンド
ミラー（２５）が第１のペンドミラー（１８）に対向し
て配置されて入射レーザ光（２）の光軸を横方向に変位
ごせるようにしている。また、このＡ軸回転部（１０）
の下方には８２のペンドミラー（２５）により反射され
て案内された射出光を集光してワーク（２６）に照射す
る集光レンズ（２７）を備えた加工ベンド（２８）が配
設されている。ワーク（２Ｂ）はサーボモータ（２９）
、（３０）によりＸ、Ｙ方向にそれぞれ駆動されるＸ
、Ｙテーブル（３１）上に載置されている。これら各サ
ーボモータ（１３）、（１１３） 、 （２２）、（２
９）。On the other hand, the A-axis rotation section (10), which constitutes the rotation section (7) together with the C-axis rotation section (8), is driven by the A-axis drive section (11). That is, the case (18) of the C-axis rotating part (8)
Inside, the cylindrical part (20) of the A-axis rotating part (10) is rotatably mounted via a bearing (21), and a servo motor (
22) via a gear train (23), thereby rotating the A-axis rotating section (10). This A-axis rotating part (
10), the case (24) has a first pend mirror (1
A second pendulous mirror (25) that re-reflects the laser beam reflected by step 9) is disposed opposite to the first pended mirror (18) to laterally displace the optical axis of the incident laser beam (2). That's what I do. In addition, this A-axis rotating part (10)
A processing bend (28) equipped with a condensing lens (27) that condenses the emitted light reflected and guided by the 82 pend mirrors (25) and irradiates it onto the workpiece (26) is disposed below. There is. Workpiece (2B) is servo motor (29)
, (30) respectively in the X and Y directions.
, are placed on the Y table (31). Each of these servo motors (13), (113), (22), (2
9).
（３０）はＮＣ制御装置 （数値制御装置） （３２）
により制御されている。(30) is NC control device (numerical control device) (32)
controlled by.
従来のレーザ加工機用の加工ヘッド（４）は上記のよう
に構成され、レーザ発振器（１）から射出されたレーザ
光（２）はペンドミラー（３）を介してＣ軸に沿って回
転ヘッド（４）に入射する。この入射したレーザ光（２
）は第１、第２のペンドミラー（１９） 、（２５）に
より光軸を横方向に距ｇｉＨだけ変位した後、集光レン
ズ（２７）を介してワーク（２６）に照射される。この
ワーク（２６）を立体加工するには、数値制御装置（３
２）により、サーボモータ（６）。The processing head (4) for a conventional laser processing machine is configured as described above, and the laser beam (2) emitted from the laser oscillator (1) passes through the pend mirror (3) to the rotating head (4) along the C-axis. 4). This incident laser light (2
) is irradiated onto the workpiece (26) through the condensing lens (27) after the optical axis is laterally displaced by a distance giH by the first and second pendor mirrors (19) and (25). In order to three-dimensionally process this workpiece (26), a numerical control device (3
2) by the servo motor (6).
（＋６） 、 （２２）を動作させて回転ヘッド（４）
下部の加工ヘッド（２８）を３次元運動させるとともに
、サーボモータ（２９） 、 （３０）を動作させ、Ｘ
、Ｙテーブル（３１）を移動させることにより行なって
いる。(+6) and (22) to rotate the rotating head (4).
The lower processing head (28) is moved three-dimensionally, and the servo motors (29) and (30) are operated to
, by moving the Y table (31).
しかしながら、上記の様な従来装置により、ワーク（２
６）を円加工する場合にあっては、回転部（７）の回動
中心であるＣ軸に対して第２のペンドミラー（２５）が
スライド不可能であることから、レーザ光（２）の光軸
の横方向変位Ｈを調節することはできなかった。However, with the conventional equipment as described above, the workpiece (2
6), the laser beam (2) is It was not possible to adjust the lateral displacement H of the optical axis.
そこで、従来の円加工においては、ワーク（２６）に照
射されるレーザ光が、ワーク（２Ｂ）に対して相対的に
所定の円を描くように、ＮＣ制御装置（３２）による円
弧補完指令により、ｘ、Ｙテーブル（３１）の方を逐次
移動させていた。ところが、この方法では、ＮＣｌ値開
ｖＩＩ）によるフィードバック制御のために遅れ時間に
よる誤差が生じ、そのため精度が悪く正確な円を描くこ
とが難しく、また加工速度も遅いという問題点があった
。Therefore, in conventional circular machining, the laser beam irradiated to the workpiece (26) draws a predetermined circle relative to the workpiece (2B) by an arc complement command from the NC control device (32). , x, and Y table (31) were moved sequentially. However, in this method, an error occurs due to a delay time due to feedback control based on the NCl value (VII), resulting in poor accuracy and difficulty in drawing an accurate circle, as well as slow machining speed.
この発明はかかる問題点を解決するためになされたもの
で、高速かつ高精度にワークを円加工することができる
レーザ加工機用の回転ヘッドを得ることを目的とする。The present invention was made to solve these problems, and an object of the present invention is to obtain a rotary head for a laser processing machine that can circularly process a workpiece at high speed and with high precision.
この発明に係るレーザ加工機用の回転ヘッドは、回転部
を、入射されるレーザ光の光軸を中心として回動させ、
この回転側内に対向配置された第１と第２の光学機器に
より、入射レーザ光の光軸を横方向に変位させ、回転部
下方に配設された加工ヘッドにより第２の光学機器に案
内された射出レーザ光を集光してワークに照射するよう
に構成したものにおいて、第２の光学機器を、回転部に
対し半径方向に移動調節可能に配設したものである。The rotating head for a laser processing machine according to the present invention rotates the rotating part around the optical axis of the incident laser beam,
The optical axis of the incident laser beam is laterally displaced by the first and second optical devices arranged oppositely within this rotating side, and guided to the second optical device by the processing head arranged below the rotating side. The second optical device is configured to condense the emitted laser beam and irradiate it onto the workpiece, and the second optical device is arranged to be movable and adjustable in the radial direction with respect to the rotating part.
この発明においては、第２の光学機器を取付けたスライ
ド部材をＡ軸回転部に対してスライド可能としたから、
第２の光学機器と第１の光学機器との相対位置を調節す
ることができることとなる。In this invention, since the slide member to which the second optical device is attached is slidable with respect to the A-axis rotating section,
This means that the relative positions of the second optical device and the first optical device can be adjusted.
以下第１図に示したこの発明の一実施例に基づいて、従
来と同−又は相当部分には同一符号を付して、この発明
の特徴を中心に説明する。第１図は第４図相当の実施例
装置の部分断面図であり、図示のように、（１９） 、
（２５）はそれぞれ第１、第２の光学機器であって、こ
の実施例では反射鏡であるペンドミラーの場合を示して
いる。この光学機器（１９） 、（２５）はプリズム等
地の光学機器であってもよい。この第２のペンドミラー
（２５）は、移動調節機構（４０）によって、回転部（
７）に対して、該回転部（７）の回転軸（入射レーザ光
の光軸、即ちＣ軸）の半径方向（図中矢印（ａ）方向）
に移動ｊＪ！ｌＷＪ可能に配設されている。即ち、この
移動調節機構（４０）は、第２のペンドミラーを取付け
るスライド部材（４１）を、Ａ軸回転部（１０）の筒部
（２０）内に、該筒部（２０）の軸方向に摺動自在に嵌
装させるとともに、このスライド部材（４１）と筒部（
２０）とが係止機構（４２）によって移動可能になって
いる。この実施例では係止機構（４２）として、スライ
ド部材（４１）にランク（４３）を設け、筒部（２０）
にこのラック（４３）に係合する係合部材（４４）を設
けた場合を示している。また、係合部材（４４）として
は第２図に示すようにつめを備えて軸（４４ａ）を中心
に矢印（ｂ）方向に揺動可能なものであってもよいが、
第３図に示すように、筒部（２０）に軸（４４ａ）を介
して取付けられているピニオン（４４ｂ）を用いれば自
動調節が可能となる利点がある。Hereinafter, based on an embodiment of the present invention shown in FIG. 1, the features of the present invention will be mainly explained, with the same or corresponding parts as those in the prior art being designated by the same reference numerals. FIG. 1 is a partial sectional view of the embodiment device corresponding to FIG. 4, and as shown, (19),
(25) are the first and second optical devices, respectively, and this embodiment shows the case of a pendor mirror which is a reflecting mirror. The optical devices (19) and (25) may be optical devices such as prisms. This second pend mirror (25) is moved by the rotating part (
7), the radial direction (direction of arrow (a) in the figure) of the rotation axis (optical axis of the incident laser beam, that is, C axis) of the rotating part (7)
Move to jJ! IWJ is possible. That is, this movement adjustment mechanism (40) moves the slide member (41) for attaching the second pendor mirror into the cylindrical part (20) of the A-axis rotating part (10) in the axial direction of the cylindrical part (20). This sliding member (41) and the cylindrical portion (
20) are movable by a locking mechanism (42). In this embodiment, a rank (43) is provided on the slide member (41) as a locking mechanism (42), and a rank (43) is provided on the slide member (41).
A case is shown in which an engaging member (44) that engages with this rack (43) is provided. Further, as shown in FIG. 2, the engaging member (44) may be provided with a pawl and swingable in the direction of the arrow (b) about the shaft (44a).
As shown in FIG. 3, there is an advantage that automatic adjustment is possible by using a pinion (44b) attached to the cylindrical portion (20) via a shaft (44a).
即ち、この移動調節機構（４０）は、第２のペンドミラ
ー（２５）を回転部（７）に対し、半径方向に移動可能
な係止機４Ｉｉ（４２）を設けて第１のペンドミラー（
！９）との距離を変化させて、回転部の光軸（即ちｃｒ
ｔに相当）と、第２のペンドミラー（２５）での射出光
の光軸との光軸間圧＃Ｈが調節可能に構成されているこ
とになる。That is, this movement adjustment mechanism (40) is provided with a locking device 4Ii (42) that can move the second pend mirror (25) in the radial direction with respect to the rotating part (7), so that the first pend mirror (
! 9), the optical axis of the rotating part (i.e. cr
t) and the optical axis of the emitted light at the second pendor mirror (25) can be adjusted.
したがって、上記のように構成されたこの発明の回転ヘ
ッド（０においては、スライド部材（４１）を筒部（２
０）に対して相対的に移動させた桟、係止機構（４２）
により所定の位置に係上させることにより、光軸間圧ｔ
ｌＨを調節することができるため。Therefore, in the rotary head (0) of the present invention configured as described above, the slide member (41) is connected to the cylindrical portion (2).
Crosspiece and locking mechanism (42) moved relative to 0)
By engaging the optical axis at a predetermined position, the pressure between the optical axes t
Because it can regulate lH.
回転ヘッド（４）の回転部（７）がＣ＠を中心に回動す
ることにより、加工ヘッド（２日）からのレーザ光がＣ
軸まわりに所定の半径Ｈの真円を正確に描くこととなる
。これによりワーク（２Ｇ）を高速かつ高精度に円加工
することができる。即ち、従来は、光軸間距離Ｈは固定
寸法であり、円弧補完指令によりＸ、Ｙテーブル（３１
）を逐次移動させていたのに対し、この発明では光軸間
圧ｉ２Ｈを３１節できるようにしたので、制御の遅れ詩
間による誤差等が発生することがなく１機械的に円加工
をすることができる。よって、その加工精度は移動７Ａ
節機構（４０）等の機械的精度にのみ依存することとな
り、高速かつ高精度の円加工が可能となる。As the rotating part (7) of the rotating head (4) rotates around C@, the laser beam from the processing head (2nd)
A perfect circle with a predetermined radius H is accurately drawn around the axis. Thereby, the workpiece (2G) can be circularly machined at high speed and with high precision. That is, conventionally, the distance H between optical axes is a fixed dimension, and the X and Y tables (31
) was moved sequentially, but in this invention, the optical axis pressure i2H can be moved 31 times, so errors due to control delays do not occur, and circular machining can be performed mechanically. be able to. Therefore, the machining accuracy is 7A
This depends only on the mechanical accuracy of the joint mechanism (40), etc., and enables high-speed and highly accurate circular machining.
なお、上記実施例では加工ヘッド（２８）はＡ軸回転部
（１０）の筒部（２０）に対しては相対移動しないが、
スライド部材（４１）と加工ヘッド（２日）とを係着さ
せる構成にすれば、第２のペンドミラー（２５）と−緒
に加工ヘッド（２８）も移動することとなり、第２のペ
ンドミラー（２５）からの射出光の光軸と加工ベンド（
２８）の中心線がほぼ一致することとなる。In addition, in the above embodiment, the processing head (28) does not move relative to the cylindrical part (20) of the A-axis rotating part (10),
If the slide member (41) and the processing head (2nd day) are configured to be engaged, the processing head (28) will also move together with the second pend mirror (25), and the second pend mirror (25) will move together. ) and the processing bend (
The center lines of 28) will almost coincide.
よって、第２のペンドミラー（２５）の移動可能範囲が
さらに大きくなって寸法Ｈを広い範囲でａ１節できるこ
ととなり、各種類の円を描くことができる。Therefore, the movable range of the second pendor mirror (25) is further increased, and the dimension H can be extended to a1 in a wide range, making it possible to draw various types of circles.
この発明は以上説明したとおり、第２の光学機器を回転
部に対し半径方向に移動ＴＡ節可能にするという構成を
とったことから、入射光とワークへの照射光との間の光
軸間距離を調節できることとなり、ワークを高速かつ精
度良く円加工できるという効果がある。As explained above, this invention has a configuration in which the second optical device can be moved in the radial direction with respect to the rotating part, so that the distance between the optical axes between the incident light and the irradiated light on the workpiece is Since the distance can be adjusted, the workpiece can be circularly machined at high speed and with high precision.
第１図はこの発明の一実施例を示す部分断面図、第２図
、第３図は同じく係止機構を示す拡大説明図、第４図は
従来のレーザ加工機用の回転ヘッドを示す第１図相当の
部分断面図である。
（２）・・・入射レーザ光、（４）・・・回転ヘッド、
（７）・・・回転部、
（１９）・・・第１の光学機器（第１のペンドミラー）
、（２５）・・・第２の光学機器（第２のペンドミラー
）、（２６）・・・ワーク、 （２８）・・・加
工ヘッド、（４０）・・・移動制ＷＪ機構、（４２）・
・・係止機構、（４３）・・・ラック、 （４４
）・・・係合部材、（４４ｂ）・・・ピニオン。
なお、各図中同一符号は同−又は相当部分を示す。FIG. 1 is a partial sectional view showing an embodiment of the present invention, FIGS. 2 and 3 are enlarged explanatory views showing the locking mechanism, and FIG. 4 is a diagram showing a rotary head for a conventional laser processing machine. 1 is a partial cross-sectional view corresponding to FIG. (2)...Incoming laser beam, (4)...Rotating head,
(7)... Rotating part, (19)... First optical device (first pend mirror)
, (25)...Second optical device (second pend mirror), (26)...Workpiece, (28)...Processing head, (40)...Movement control WJ mechanism, (42)...・
...locking mechanism, (43) ... rack, (44
)...Engagement member, (44b)...Pinion. Note that the same reference numerals in each figure indicate the same or corresponding parts.
Claims (5)
回転部と、この入射されたレーザ光の光軸を横方向に変
位させるべく上記回転側内に対向配置された第１と第２
の光学機器と、上記回転部下方に配設されて、上記第２
の光学機器に案内された射出光を集光してワークに照射
する加工ヘッドとを備えたレーザ加工機用の回転ヘッド
において、上記第２の光学機器を上記回転部に対し半径
方向に移動調節可能に配設したことを特徴とするレーザ
加工機用の回転ヘッド。(1) A rotating part that rotates around the optical axis of the incident laser beam, and a first and a second rotating part that are arranged oppositely within the rotating side to horizontally displace the optical axis of the incident laser beam. 2
an optical device disposed below the rotation, and a second optical device disposed below the rotation.
In a rotary head for a laser processing machine, the rotary head is equipped with a processing head that condenses emitted light guided by an optical device and irradiates the workpiece, and the second optical device is adjusted by moving in a radial direction with respect to the rotating part. A rotary head for a laser processing machine, which is characterized in that it can be arranged in a manner that allows
対し半径方向に移動可能な係止機構を設けて第１の光学
機器との距離を変化させて、回転部の光軸と第２の光学
機器での射出光の光軸との光軸間距離を調節可能に構成
したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のレー
ザ加工機用の回転ヘッド。(2) The above-mentioned movement adjustment mechanism includes a locking mechanism that allows the second optical device to move in the radial direction relative to the rotating section, and changes the distance between the second optical device and the first optical device so that the optical axis of the rotating section can be adjusted. 2. The rotary head for a laser processing machine according to claim 1, characterized in that the distance between the optical axis of the emitted light and the optical axis of the second optical device can be adjusted.
特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項記載のレー
ザ加工機用の回転ヘッド。(3) The rotary head for a laser processing machine according to claim 1 or 2, wherein the first and second optical devices are reflecting mirrors.
る係合部材とから構成したことを特徴とする特許請求の
範囲第２項記載のレーザ加工機用の回転ヘッド。(4) The rotary head for a laser processing machine according to claim 2, wherein the locking mechanism includes a rack and an engaging member that engages with the rack.
ことを特徴とする特許請求の範囲第４項記載のレーザ加
工機用の回転ヘッド。(5) The rotary head for a laser processing machine according to claim 4, wherein the engaging member that engages with the rack is a pinion.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61221615A JPS6376784A (en) | 1986-09-19 | 1986-09-19 | Rotary head for laser beam machine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61221615A JPS6376784A (en) | 1986-09-19 | 1986-09-19 | Rotary head for laser beam machine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6376784A true JPS6376784A (en) | 1988-04-07 |
Family
ID=16769526
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61221615A Pending JPS6376784A (en) | 1986-09-19 | 1986-09-19 | Rotary head for laser beam machine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6376784A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0268972A (en) * | 1988-09-02 | 1990-03-08 | Mitsubishi Electric Corp | Laser oscillator |
| JPH03193290A (en) * | 1989-12-25 | 1991-08-23 | Fanuc Ltd | Laser beam machine and laser beam machining method |
| KR101373839B1 (en) * | 2012-05-18 | 2014-03-18 | 한국기계연구원 | Optical head for machining cone shape and the laser processing apparatus using thereof |
-
1986
- 1986-09-19 JP JP61221615A patent/JPS6376784A/en active Pending
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