JPH0127836B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、レーザ加工装置に関わり、特に被加
工材の厚みに対応し数値制御によつて精密迅速に
集点位置を調整する機構を備え、更にノズルの交
換を容易に行えるように光学系と分離し、着脱方
式にするなどの改良を行い、操作性、安全性を向
上させた機構を備えたレーザ加工装置を提供する
ものである。

従来のレーザ加工機では、集光レンズの交換に
多大な時間が必要であつたし、又集点位置調整や
被加工材の板厚の変化に対してのノズルの調整に
ついてもかなりめんどうな作業であつた。

本発明は以上のような問題点に鑑みてなされた
ものであつて、操作性、安全性上大巾な改良を実
施したものである。

第１図は、本発明の実施例として、レーザ加工
装置の被加工材に対する垂直な照射部分だけを示
した正面図であり、第２図は、その左側面図、第
３図は、同じく右側面図である。

図において、付号１はベースをなすところのレ
ーザ発振装置前板であつて、第１図での紙面裏
側、第２図ではこの前板の左側、第３図では同じ
く右側は、レーザ発振装置本体をなす框体になつ
ている。３は前上部に設けられたミラーケース
で、発振装置で発生させられ、エネルギーを内蔵
するレーザ光線は、このケース内に水平に導か
れ、図示を省略した反射鏡によつて垂直方向に向
きを変えられ、蛇腹５を経て、後述する集光レン
ズへと向う。なお７はケース３を支持し、レーザ
光線を導く中空胴ブラケツトである。

上記のようにレーザ光線が被加工材に照射され
加工を行う位置は、発振器前板により離れている
から、後述するすべての機器や装置は、上記前板
より片持ちの形式で支持されねばならない。本装
置では、２つの系統の支持機構があつて、第１ブ
ラケツト９は、中空胴ブラケツトとほぼ同寸法の
張り出しで正面から見た左右の中心に後述する２
室シリンダを固定し、左右には後述する上部ユニ
ツト基板を上下に案内する垂直なガイドバー１
１，１１を保持し、かつた左右両側部には第１図
および第７図に示す空気緩衝装置１３，１３を固
定している。第２ブラケツト１５，１５は、左右
２ケにわかれていて、それぞれが第２図に明らか
なように、垂下するレーザ光軸と軸芯を一致させ
た位置に、後述する板押え装置を下方へ蓄勢する
シリンダ１７，１７を取付けてある。

前記第１ブラケツト９には、正面から見て、垂
直なレーザ光軸の後側に垂直な２室シリンダ１９
を第３図に見られるように固定してある。このシ
リンダは、後述する上部ユニツト基板を上、中、
下の少なくとも３段階の位置に位置せしめる上下
動装置を構成するものであつて、シリンダ室が大
径シリンダ室２１と、小径シリンダ室２３の２部
分からなり、大径シリンダ室内を滑動する大径ピ
ストン２５の、ピストンロツド２７は、小径シリ
ンダ室の小径ピストン２９の外径と同じ直径をし
ており、小径ピストンのピストンロツドは長く下
方に伸びて、第２シリンダ３１内でピストン３３
を形成している。第２シリンダの底部はねじ蓋３
５になつていて、第２シリンダとねじ蓋との間に
は、上部ユニツト基板の下部に水平に一体的に設
けられた上部ユニツト支板３７を挾持している。

上端を蛇腹に連結されたレーザ円筒３９は、ね
じ部４１を持ち、その外側にねじ部と螺合するウ
オームホイル４３が、その上下をベアリング４
５，４５に支承されて回転自在であり、ウオーム
ホイールは、ウオームギヤー４７と噛み合い、ウ
オームギヤはベアリング４９，４９に支承されて
回転自在である。ウオームギヤーの１端にベベル
ギヤー５１が固定されており、このベベルギヤー
は、D.Cサーボモータ５５の軸に固定された他の
ベベルギヤー５３と噛み合つている。

これらのウオームギヤ、ウオームホイールから
D.Cサーボモータまでの駆動機構は第６図に明ら
かなように、前記シリンダ１９によつて大きく上
下動される上部ユニツト基板５９に、ブラケツト
５７によつて固定されているのと、レーザ円筒上
端部にダイヤルゲージ６１を固定するブラケツト
６３が固定され、このブラケツトの後端が、上部
ユニツト基板との間に設けられた上下に溝を持つ
たガイドブロツク６５によつて上下方向にだけ滑
動自在ながら回動を阻止していることのために、
レーザ円筒自体は全く回動せずに上下移動をする
ものである。なお６７はダイヤルゲージ先端の突
きあてで、上部ユニツト基板５９と１体であるか
ら、レーザ円筒の上下移動は、ダイヤルゲージに
指示されることになる。

本実施例では、いわゆる光学系と呼ばれる集光
レンズ６９までの部分を上部ユニツトとし、その
下に配置する、ノズル７１、アシストガス室７
３、板押えローラ装置７５を含む部分を総括的に
下部ユニツト７７と呼んでおり、下部ユニツトが
着脱自在であることを大きな特徴としている。

まづ第３図に示した下部ユニツトは前記上部ユ
ニツト支板３７の係止孔に対し着脱自在である。
すなわち、より詳細には、下部ユニツトの上部に
は、クランプネイル７９が３本突出しており、上
部ユニツト支板３７の上面に設けられた円盤８３
に設けたテーパのついた着脱口８１と係合する。
着脱口は円弧状の長穴で、クランプネイルの頭部
が挿入できる径の穴と、クランプネイルの首が通
るだけの小径の穴とが両端に設けられ、その間は
小径の巾の切溝になつていて、その張出し部分が
小径の方に向つて上り板になつているものであ
る。

従つて、クランプネイルを着脱口の大径穴に挿
入し、円盤８３と一体のレバー８５（第１，２，
３図）を上から見て反時計方向にまわせば下部ユ
ニツトは、上部ユニツトに密着固定されることに
なる。第４図Ｂは上下ユニツトの結合したことを
確認するためのリミツトスイツチ８７が円盤８３
の１部に設けられたドツグ８９に当接した状態を
示したものである。なお、第３図において上部ユ
ニツトと下部ユニツトの間には、スプリングのよ
うな弾機９１が挿入してある。又下部ユニツトの
下端には板押えローラ装置７５が設けてあり、板
材と直接接触するローラ９３がブラケツト９５に
よつて軸支され、当該ブラケツトは下部ユニツト
に設けられた軸受９７により回転自在となつてい
る。

下部ユニツト内部には前記したノズル７１があ
り、ノズル外周面にはねじ部９９が設けてあり、
当該ねじ部と螺合する内ねじ部を備えた回転ノズ
ル調整リング１０１が設けてある。ノズル内の中
空部は、前記したアシストガス室７３で、この圧
力は圧力計１０３で測定監視することができる。

なお１０５は非常停止用センサーで、第１ブラ
ケツト９の下端から、下部ユニツトの両側に伸び
ており、作業中に被加工材を搬送するキヤリツジ
などが下部ユニツトに異常接近したような場合に
感知して、送材装置の非常停止処置を行うもので
ある。

又第１図、第３図、第５図に見られるように、
正面から見て、右端下奥の方につまみ１０７があ
つて、第１ブラケツト９の下縁にそつて、第２シ
リンダ３１の直下近くまで伸び、ここでベベルギ
ヤー１０９，１１１を回転し、ベベルギヤー１１
３と１体の内ねじ円筒１１３を回転する。この円
筒の内ねじと螺合するねじ部を持ち、ベベルギヤ
ー１１１の軸を兼ねる軸棒１１５は、つまみを回
転することで上下に位置を変え、第２シリンダ３
１のねじ蓋３５の最下降位置を決定する機能を行
うことになる。なお第５図の１１７は上記のねじ
蓋の最下降位置を調整した後でロツクするロツク
用のつまみである。

本発明は上記したように、上部ユニツトと下部
ユニツトに区分し、下部ユニツトの上部ユニツト
に対する着脱が極めて容易であり、集光レンズの
交換は安全に行われ、又被加工材の厚さの変化に
応じて焦点位置を変更するのも、D.Cモータによ
つて数値制御が可能である他、ノズルの被加工材
からの高さなどまですべて外部から調整可能であ
り、下部ユニツトの装着確認の安全装置も用意さ
れている。

又、二室シリンダを設け、上部ユニツト基板の
左右に複数のドツグと、本体前板に設けたリミツ
トスイツチの作用によつて、上下ユニツトは、最
も被加工材に近い加工位置の他に、少くとも２ケ
所のより高い任意の位置に瞬時に位置を占めるこ
とも可能であり、空気緩衝装置を備えているの
で、その動作は衝激的になるおそれはない。

更に、左右１対の板押えシリンダを、レーザ光
軸と位置させた位置に備え、ノズルまわりにロー
ラを備えて、被加工材を押さえており、被加工材
の厚さの急激な変化にも追従できるように構成さ
れているものである。

以上のごとき実施例の説明より理解されるよう
に、要するに本発明の要旨は特許請求の範囲に記
載のとおりであるから、その記載より明らかなよ
うに、本発明においては、集光レンズを備えたレ
ーザ円筒およびノズルを備えた下部ユニツトは上
下動自在に設けられた上部ユニツト基板に支承さ
れているものであり、下部ユニツトは着脱自在に
装着されているものである。そして、上記上部ユ
ニツト基板は、ベースに装着された上下作動装置
によつて、少なくとも上、中、下の３段階に上下
動され得るものである。

したがつて、例えば集光レンズ等の劣化により
交換が必要になつたときには、上部ユニツト基板
を上部位置へ移動し、該位置において下部ユニツ
トの着脱を行ない、集光レンズの交換を行ない得
るものである。すなわち、レーザ加工される板材
との間に大きな空間を設けた状態において下部ユ
ニツトの着脱および集光レンズの交換を行なうこ
とができるので、着脱や交換が容易に行なわれ得
るものである。また、集光レンズの交換を行なつ
た後、上部ユニツト基板を下部位置に移動してレ
ーザ加工を行なうものであるが、板材の離れた複
数個所のレーザ加工を行なうべく相対的に板材の
移動を行なうときには、上部ユニツト基板を中段
位置へ移動せしめておくことにより、例えば、板
材に凸部が形成されている場合であつても下部ユ
ニツトを上記凸部に当接することなく迅速に移動
することができ、かつレーザ加工開始時には中段
位置から下降せしめれば良いので、アイドルタイ
ムが少ないものとなり、作業能率を向上できるも
のである。

さらに本発明においては、上部ユニツト基板は
上下作動装置対して所定の範囲内において上下動
自在であり、かつ下部ユニツトにおけるノズルの
周囲には、レーザ加工される板材の上面に接触す
る回転体を複数配置してなるものであるから、例
えば、上記板材に多少のうねりがあるような場合
には、上記うねりに直接追従してノズル等が上下
動することとなり、集光レンズ、ノズル等と板材
との間隔を常に一定に保持してレーザ加工が行な
われることとなる。したがつて、板材に反りやう
ねりが有る場合であつても加工条件に変動を来す
ようなことがなく、高精度の加工を行ない得るも
のである。

なお、本発明は前述の実施例のみに限るもので
はなく、適宜の変更を行なうことにより、その他
の態様でも実施し得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の１実施例として、レーザ加
工装置の被加工材に対する垂直な照射部分を示し
た正面図、第２図は、同上左側側面図、第３図
は、同上右側側面図、第４図Ａは、下部ユニツト
を上部ユニツトに着脱する部分を示す、第１図の
矢視図である。第４図Ｂは、第４図ＡのＢ−
Ｂ断面矢視図である。第５図は、第３図の−
断面矢視図で、照射装置の加工位置（高さ）微
調整機構を示す。第６図は、第１図の−断面
矢視図であつて、数値制御による焦点調整機構を
示す。第７図は、第１図の矢視図であつて、空
気緩衝装置シリンダまわりを示すものである。 図面の主要部分を表わす符号の説明、９……第
１ブラケツト、１１……ガイド、バー、１３……
空気緩衝装置、１５……第２ブラケツト、１７…
…板押え用シリンダ、１９……二室シリンダ、３
１……第２シリンダ、３７……上部ユニツト支
板、５９……上部ユニツト基板、６９……集光レ
ンズ、７１……ノズル、７５……板押えシリン
ダ、７７……下部ユニツト、７９……クランプネ
イル、８１……着脱口、１０１……回転ノズル調
整リング、１０５……非常停止センサー。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ベースに上下動自在に支承された上部ユニツ
   ト基板５９に、集光レンズ６９をレーザ円筒３９
   を上下に微調整自在に装着して設け、前記上部ユ
   ニツト基板５９の下部に設けられた上部ユニツト
   支え板３７、下部にノズル７１を備えてなる下部
   ユニツト７７を着脱自在に装着して設け、所定の
   範囲内において前記上部ユニツト基板５９が上下
   動自在であるように支持し、かつ上部ユニツト基
   板５９を上、中、下の少なくとも３段階の位置に
   上下動する上下作動装置を前記ベースに装着して
   設け、前記下部ユニツト７７におけるノズル７１
   の周囲に、レーザ加工される板材の上面に接触す
   る回転体を複数配置してなることを特徴とするレ
   ーザ加工装置。