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    • 专利摘要:

    公开号:WO1992005912A1
    申请号:PCT/JP1991/001137
    申请日:1991-08-23
    公开日:1992-04-16
    发明作者:Yoshinori Nakata
    申请人:Fanuc Ltd；
    IPC主号:B23K26-00
    专利说明:
    [0001] 明 細 書 レーザ加工機 技 術 分 野 本発明はワークの加工に使用されるレーザ加工機に関し、 特に複数のレーザビーム伝播筒を設けたレーザ加工機に関す る 背 景 技 術
    [0002] レーザ加工機は、 切断、 溶接、 表面処理等の加工に広く利 用されるようになってきた。 このレーザ加工機において、 ヮ —クはレーザビームに对して三次元的に移動できるようにな つている。 この移動は、 例えば集光ノ ズルの位置を移動させ ることによって行われる。
    [0003] 第 4図は従来のレーザ加工機の構成を概念的に示す図であ る。 図において、 レーザ発振器 4 1から出力されたレーザビ —ムは、 集光ノ ズル 4 2 によって折り曲げられてワーク 4 3 に照射される。 集光ノ ズル 4 2は、 ワーク 4 3の加工位置に 応じてク ロ ス レール 4 4上を移動する。
    [0004] しかし、 従来のレーザ加工機では、 集光ノ ズル 4 2の位置 を移動させると、 レーザビームの伝播距離も同時に変化する。 例えば、 ワーク 4 3の加工位置を A点から B点に移動するた めに、 集光ノ ズル 4 2をク ロ ス レール 4 4に沿って移動させ ると、 レーザビームの伝播距離は、 A点から B点までの距離 Lだけ長くなる。
    [0005] 一方、 レーザビームの伝播距離が変化すると、 その集光特 性も変化してしまい、 レーザビームによる加工特性が悪化す る。 すなわち、 切断時のキレが悪くなつたり、 切断面が汚く なったりする。 したがって、 加工状態にバラツキが生じ、 加 ェ状態が不均一になってしまう。 発 明 の 開 示
    [0006] 本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、 集光 ノ ズルの位置が変化しても加工状態にバラツキが生じないで. 均一な加工を行うことができるレーザ加工機を提供すること を目的とする。
    [0007] 本発明では上記課題を解決するために、
    [0008] レーザ発振器から出力されたレーザビームによってワーク を加工するレーザ加工機において、 前記レーザ発振器と、 回 転自在に連結された複数のレーザビーム伝播筒から成り、 一 端が前記レーザ発振器に回転自在に結合され、 前記レーザ発 振器から出力されたレーザビームを伝播するレーザビーム伝 播手段と、 前記レーザビ一ム伝播手段の他端に回転自在に結 合され、 前記レーザビーム伝播手段によって伝播されたレ一 ザビームを集光するとともに、 所定軌道上を移動して前記ヮ —クの加工位置に応じた位置に設定される集光ノ ズルと、 を 有することを特徴とするレーザ加工機が、 提供される。
    [0009] レーザビーム伝播手段は、 回転自在に連結された複数のレ 一ザビーム伝播筒から成る。 このレーザビーム伝播手段は、 一端がレーザ発振器に回転自在に結合され、 レーザ発振器か ら出力されたレーザビームを伝播する。 集光ノ ズルは、 レー ザビーム伝播手段の他端に回転自在に結合され、 レーザビ一 ム伝播手段によつて伝播されたレーザビームを集光するとと もに、 所定軌道上を移動してヮークの加工位置に応じた位置 に設定される。 レーザビーム伝播手段は、 例えば、 第 1及び 第 2のレーザビーム伝播筒から構成される。
    [0010] このため、 集光ノ ズルが所定軌道上を移動すると、 それに 応じて第 1及び第 2のレーザビーム伝播筒のなす角度は変化 する。 しかし、 レーザビームは第 1及び第 2 のレーザビーム 伝播筒の中を伝播するため、 レーザビームの伝播距離は変化 しない。 すなわち、 集光ノ ズルの位置が変化してもレーザビ ームの伝播距離は変化しない。 したがって、 加工状態にバラ ツキが生じないで、 均一な加工を行う ことができる。 図 面 の 簡 単 な 説 明 第 1図は本発明のレーザ加工機の構成を概念的に示す図、 第 2図は第 1図の側面図、
    [0011] 第 3図は本発明のレーザ加工機の他の実施例を示す図、 第 4図は従来のレーザ加工機の構成を概念的に示す図であ る o 発明を実施するための最良の形態 以下、 本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。 第 1図は本発明のレーザ加工機の構成を概念的に示す図、 第 2図は第 1図の側面図である。 図において、 レーザ加工機 はレーザ発振器 1 、 コ ラ ム 2 、 レーザビーム伝播筒 3 、 4 、 集光ノ ズル 5及びテーブル 6から構成される。
    [0012] レーザ発振器 1 はコ ラム 2の外側に設置されている。 コ ラ ム 2 にはク ロスレール 7が設けられ、 そのク ロスレール 7 に 集光ノ ズル 5が設けられている。 集光ノ ズル 5 はク ロスレ一 ル Ί上を Υ方向に移動する。
    [0013] レーザ発振器 1 と集光ノ ズル 5 との間にレーザビーム伝播 筒 3 、 4が設けられている。 各レーザビーム伝播筒 3 、 4は、 長さがク ロスレール 7の長さ （集光ノ ズル 5のス ト ローク） の略 1 Ζ 2になるように設定されている。
    [0014] レーザビーム伝播筒 3は、 その両端に、 レーザビーム通過 用の開口部 8 、 9 とレーザビームの進行方向を折り曲げる反 射鏡 1 0 、 1 1 とを有する。 その開口部 8は、 回転継手 1 2 を介してレーザ発振器 1のレーザビーム出力側に接続されて いる。
    [0015] レーザビーム伝播筒 4は、 レーザビーム伝播筒 3と同様に、 その両端に、 開口部 1 4 、 1 5 と反射鏡 1 6 、 1 7 とを有す る。 その開口部 1 4は、 回転継手 1 8を介してレーザビーム 伝播筒 3の開口部 9 に接続されている。 開口部 1 5は、 回転 継手 1 9を介して集光ノズル 5の開口部 2 0 に接続されてい る ο
    [0016] なお、 各回転继手 1 2 、 1 8 、 1 9は、 その回転継手 1 2 、 1 8 、 1 9を通過するレーザビームの光軸が回転中心になる ように設けられる。
    [0017] このように、 レーザ発振器 1 とレーザビーム伝播筒 3 との 間、 レーザビーム伝播筒 3とレーザビーム伝播筒 4 との間、 及びレーザビーム伝播筒 4 と集光ノ ズル 5 との間は回転継手 1 2 、 1 8、 1 9 によって接続される。 このため、 レーザビ ーム伝播筒 3 とレーザビーム伝播筒 4のなす角度"は、 集光 ノ ズル 5がクロスレール 7 に沿って移動すると、 それに応じ て自由に変化する。
    [0018] 集光ノ ズル 5 は、 上述したように、 ク ロ ス レール 7 に沿つ て Y方向に移動するとともに、 その一部に蛇腹 2 1を有し、 ノ ズルへッ ド 2 2が Z方向に移動できるようになつている。 テーブル 6上にはワーク 2 3が設置される。 テーブル 6は X方向に移動することができる。
    [0019] レーザビームは、 レーザ発振器 1から出力され、 レーザビ ー厶伝播筒 3の反射鏡 1 0 、 1 1、 レーザビーム伝播筒 4の 反射鏡 1 6 、 1 7、 集光ノ ズル 5の反射鏡 2 4を経由して、 集光ノ ズル 5内の集光レンズ （図示せず） によって集光され、 ノ ズルへッ ド 2 2からテーブル 6上のワーク 2 3に出射され る。
    [0020] このレーザ加工機において、 ワーク 2 3を加工する際に、 テ一ブル 6、 集光ノ ズル 5及びノ ズルへッ ド 2 2をそれぞれ X方向、 Y方向、 Z方向に移動させて、 レーザビームがヮ 一 ク 2 3の加工位置に照射されるようにしている。
    [0021] 集光ノ ズル 5が Y方向に移動する場合、 レーザビーム伝播 筒 3 とレーザビーム伝播筒 4のなす角度 は、 上述したよう に、 集光ノ ズル 5の移動に応じて変化する。 しかし、 角度 が変化しても、 レーザビームはレーザビーム伝播筒 3、 4の 中を伝播する。 このため、 レーザ発振器 1から集光ノ ズル 5 までのレーザビームの伝播距離は変化しない。 すなわち、 集 光ノ ズル 5の位置が変化してもレーザビームの伝播距離は変 化しない。
    [0022] 例えば、 集光ノ ズル 5が C点から D点に移動すると、 角度 "はより大きな角度^に変化する。 しかし、 レーザビームの 伝播距離は、 レーザビーム伝播筒 3、 4の長さの和に相当し、 常時一定である。
    [0023] したがって、 レーザビームの伝播距離の変化による加工特 性の悪化は生じない。 その結果、 加工状態にバラツキが生じ たりせず、 均一な加工を行う ことができる。
    [0024] 第 3図は本発明のレーザ加工機の他の実施例を示す図であ る。 第 1 の実施例との相違点は、 レーザ発振器 1をコ ラ ム 2 内の、 ク ロス レール 7 の中央付近に設置した点にある。 集光 ノ ズル 5がク口ス レール 7の中央付近 E点にある時、 一端側 F点に移動した時または他端側 G点に移動した時のいずれの 場合でも、 レーザビームの伝播距離はレーザビーム伝播筒 3、 4の長さの和に相当し、 第 1 の実施例と同様に、 レーザビ一 ムの伝播距離は変化しない。
    [0025] 上記の説明では、 レーザビーム伝播筒の長さを集光ノ ズル のス トロークの略 1 Z 2になるように設定したが、 任意の長 さに設定することもできる。
    [0026] また、 2本のレーザビーム伝播筒で構成したが、 3本以上 のレーザビーム伝播筒で構成することもできる。 この場合の 各レーザビーム伝播筒の長さも、 任意に設定することができ o
    [0027] 以上説明したように本発明では、 集光ノ ズルが移動しても レーザビームの伝播距離が常時一定となるように構成した。 このため、 レーザビームの伝播距離の変化による加工特性の 悪化は生じない。 したがって、 加工状態にバラツキが生じた りせず、 均一な加工を行うこ とができる。
    权利要求:
    Claims請 求 の 範 囲
    1 . レーザ発振器から出力されたレーザビームによってヮ ークを加工するレーザ加工機において、
    前記レーザ発振器と、
    回転自在に連結された複数のレーザビーム伝播筒から成り、 一端が前記レーザ発振器に回転自在に結合され、 前記レーザ 発振器から出力されたレーザビームを伝播するレーザビーム 伝播手段と、
    前記レーザビーム伝播手段の他端に回転自在に結合され、 前記レーザビーム伝播手段によって伝播されたレーザビーム を集光するとともに、 所定軌道上を移動して前記ワークの加 ェ位置に応じた位置に設定される集光ノ ズルと、
    を有することを特徵とするレーザ加工機。
    2 . 前記レーザビーム伝播手段は、 第 1及び第 2のレーザ ビーム伝播筒から構成されることを特徴とする請求項 1記載 のレーザ加工機。
    3 . 前記第 1及び第 2のレーザビーム伝播筒は、 各両端に、 レーザビーム通過用の開口部とレーザビームの進行方向を折 り曲げる反射鏡とを有することを特徵とする請求項 2記載の レーザ加工機。
    4 . 前記第 1のレーザビーム伝播筒は、 一端側の前記開口 部が前記レーザ発振器に回転自在に接続されていることを特 徴とする請求項 3記載のレーザ加工機。
    5 . 前記第 2のレーザビーム伝播筒は、 一端側の前記開口 部が前記第 1のレーザビーム伝播筒の他端側の前記開口部に 回転自在に接続されていることを特徴とする請求項 3記載の レーザ加工機。
    6 . 前記集光ノ ズルは、 前記第 2のレーザビーム伝播筒の 他端側の開口部に回転自在に接続されていることを特徴とす る請求項 3記載のレーザ加工機。
    7 . 前記第 1及び第 2のレーザビーム伝播筒は、 長さが前 記集光ノ ズルが移動する前記所定軌道の長さの略 1 Z 2であ ることを特徴とする請求項 2記載のレーザ加工機。
    8 . 前記第 1及び第 2 のレーザビーム伝播筒は、 長さがそ れぞれ任意であることを特徴とする請求項 2記載のレーザ加 二機。
    9 . 前記レーザビーム伝播手段は、 3以上のレーザビーム 伝播筒から構成されることを特徴とする請求項 1記載のレー ザビーム伝播筒。
    1 0 . 前記 3以上のレーザビーム伝播筒は、 長さがそれぞ れ任意であるこ とを特徴とする請求項 9記載のレーザ加工機。
    类似技术:
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    JPH04138892A|1992-05-13|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1992-04-16| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): US |
    1992-04-16| AL| Designated countries for regional patents|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AT BE CH DE DK ES FR GB GR IT LU NL SE |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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