JP2000061669A - Laser processing apparatus and its processing method - Google Patents
Laser processing apparatus and its processing methodInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】ワーク加工面の凹凸や傾きに追従させ、ワーク
加工面を押圧しつつレーザ光によりワークの切断、溶接
等の倣い加工を精密に精度よく行なうレーザ加工装置お
よびその加工方法を提供する。
【解決手段】レーザ加工装置10はレーザ発振器15か
ら出力されたレーザ光Lを集光して照射し、ワークWの
切断や溶接等の加工を行なうレーザ加工光学系17を備
える。このレーザ加工光学系17を備えたレーザ加工ヘ
ッド11は、レーザ光が案内される固定ユニット12
と、集光光学系37を内蔵した可動ユニット13と、上
記固定ユニット12と可動ユニット13の間に設けられ
た弾性保持手段14とを有する。可動ユニット13は弾
性保持手段14によりワーク加工面の凹凸や傾きに追従
する接触式ワーク倣い機構13を構成している。このワ
ーク倣い機構13により、集光光学系37からワーク加
工位置までの距離が常時略一定に保持されてレーザ光L
によるワークの倣い加工が行なわれる。
(57) [Problem] To provide a laser processing apparatus which follows the unevenness and inclination of a workpiece processing surface, and performs a cutting operation such as cutting and welding with a laser beam with high precision while pressing the workpiece processing surface, and a laser processing apparatus therefor. Provide a processing method. A laser processing apparatus includes a laser processing optical system that collects and irradiates a laser beam output from a laser oscillator and performs processing such as cutting and welding of a work. The laser processing head 11 having the laser processing optical system 17 is provided with a fixed unit 12 to which a laser beam is guided.
And a movable unit 13 having a built-in condensing optical system 37, and elastic holding means 14 provided between the fixed unit 12 and the movable unit 13. The movable unit 13 constitutes a contact-type work copying mechanism 13 that follows the unevenness or inclination of the work surface by the elastic holding means 14. The work copying mechanism 13 keeps the distance from the converging optical system 37 to the work processing position substantially constant at all times, and the laser light L
Is performed on the workpiece.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はレーザ光を用いてワ
ークの切断や溶接等の加工を行なうレーザ加工装置およ
び加工方法に係り、特にプレート状ワークの平面切断、
ワークの重ね切断あるいは溶接、さらにワークの三次元
切断あるいは溶接に好適に適用されるレーザ加工装置お
よび加工方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser machining apparatus and a machining method for machining a work such as cutting or welding using a laser beam, and more particularly to a plane cutting of a plate-like work,
The present invention relates to a laser processing apparatus and a processing method suitably applied to overlapping cutting or welding of a work, and further three-dimensional cutting or welding of the work.
【0002】[0002]
【従来の技術】レーザ光を用いて加工物や試料等のワー
クを切断したり、溶接するレーザ加工装置には、光学系
あるいは電気式の倣い装置が備えられている。この倣い
装置は、静電容量型センサや電気的距離センサによりワ
ークの加工面高さの変化を測定し、この測定結果をレー
ザ加工光学系にフィードバックさせてレーザ加工光学系
から出射されるレーザ光をワーク加工面上に焦点位置を
合せてレーザ加工を電気的に非接触で行なうようになっ
ている。2. Description of the Related Art A laser processing apparatus for cutting or welding a workpiece such as a workpiece or a sample using a laser beam is equipped with an optical system or an electric copying apparatus. This copying apparatus measures the change in the height of the machined surface of the workpiece by a capacitance type sensor or an electric distance sensor, feeds back the measurement result to the laser processing optical system, and outputs the laser light emitted from the laser processing optical system. The laser processing is performed electrically in a non-contact manner by aligning the focus position on the work processing surface.
【0003】このレーザ加工装置によるレーザ加工は非
接触で行なわれる。このため、薄板材料やプレス成形材
料をワークに選択し、このプレート状ワークを重ねてレ
ーザ光による切断や溶接を行なうと、重ねられたワーク
間にギャップが発生し、このギャップの存在により、精
密な切断あるいは溶接を行なうことが困難であった。Laser processing by this laser processing apparatus is performed in a non-contact manner. Therefore, if a thin plate material or press-molding material is selected for the work and this plate-shaped work is stacked and cut or welded by laser light, a gap occurs between the stacked works, and the existence of this gap causes Difficult to cut or weld.
【0004】一方、レーザ加工装置によるレーザ加工時
には、アシストガスとして不活性ガスが使用され、この
不活性ガスがレーザ光の照射位置に吹き出される。この
レーザ光によるワーク切断や溶接時にはワーク加工表面
にプラズマ光が発生し、加工中に発生するプラズマ光に
よるノイズを光学的センサや電気的センサが拾ってしま
うために、ワーク加工面の高さ位置を正確に計測でき
ず、使用することが困難であった。On the other hand, during laser processing by the laser processing apparatus, an inert gas is used as an assist gas, and this inert gas is blown to the irradiation position of laser light. Plasma light is generated on the work surface when cutting or welding the work with this laser light, and the optical sensor or electrical sensor picks up noise due to the plasma light generated during processing. Could not be measured accurately and was difficult to use.
【0005】光学的センサや電気的センサを備えた倣い
装置の使用が困難であることに着目し、レーザ加工装置
に機械的接触式の倣い装置を採用したレーザ加工装置が
開発されている。この種のレーザ加工装置としては実
願平4−26636号(実開平5−88780号)のマ
イクロフィルム、特開平9−248683号公報、
特開平6−106373号公報、特公平2−6211
4号公報および特開平2−52191号公報に開示さ
れたものがある。Focusing on the difficulty of using a copying apparatus provided with an optical sensor or an electric sensor, a laser processing apparatus has been developed which employs a mechanical contact type copying apparatus as the laser processing apparatus. As a laser processing apparatus of this type, a microfilm of Japanese Patent Application No. 4-26636 (Japanese Utility Model Application No. 5-88780), Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-248683,
JP-A-6-106373, JP-B-2-6211
4 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-52191.
【0006】実願平4−26636号のマイクロフィル
ムに開示されたものは、レーザ加工光学系のレーザヘッ
ド部に片持梁状連結アームを備えた接触式倣い機構を設
け、この倣い機構にパイプの突合せシーム部に接触する
接触式ローラを備えたパイプのレーザ溶接装置である。In the microfilm disclosed in Japanese Patent Application No. 4-26636, a contact-type copying mechanism having a cantilever-shaped connecting arm is provided in a laser head portion of a laser processing optical system, and a pipe is provided in this copying mechanism. Is a laser welding device for pipes provided with a contact type roller that comes into contact with the butt seam portion.
【0007】このレーザ溶接装置は、溶接方向がパイプ
の長手方向一方向に限定される一方、レーザ加工ヘッド
部を弾力的に保持する弾性保持手段が備えられておら
ず、プレート状ワークの重ね合せ切断や溶接を精度よく
正確に行なうことが困難である。This laser welding apparatus is limited to one longitudinal direction of the pipe in the welding direction, but is not provided with elastic holding means for elastically holding the laser processing head portion, and the plate-shaped workpieces are superposed. It is difficult to perform cutting and welding accurately and accurately.
【0008】また、特開平9−248683号公報に開
示されたものは、レーザ加工ロボットに適用されるレー
ザ溶接装置を示すもので、このレーザ溶接装置は、大型
ワークの外側形状にレーザ加工ヘッドを追従させる接触
式ワーク倣い装置を設け、このワーク倣い装置にレーザ
加工ヘッドを案内させて、大型ワークの円弧状コーナ部
を溶接させたものである。Further, the one disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-248683 shows a laser welding apparatus applied to a laser processing robot. This laser welding apparatus has a laser processing head on the outer shape of a large work. A contact-type work copying device is provided for following, and the laser processing head is guided by this work copying device to weld the arc-shaped corner portion of a large work.
【0009】しかしながら、このレーザ溶接装置も、大
型ワークのコーナ部を円弧状に一方向に溶接させるもの
で、大型ワークの外側形状に倣うレーザ加工ヘッドは、
板厚を一定と仮定し、板厚分の距離をオフセット量とし
て設定し、ワークコーナ部を溶接するものであり、ワー
クコーナ部以外の箇所の溶接には適さないものである。However, this laser welding apparatus also welds the corner portion of a large workpiece in an arc shape in one direction, and the laser processing head that follows the outer shape of the large workpiece is
Assuming that the plate thickness is constant, a distance corresponding to the plate thickness is set as an offset amount, and the work corner portion is welded, which is not suitable for welding at a portion other than the work corner portion.
【0010】さらに、特開平6−106373号公報に
開示された倣い溶接機構は、倣いブロックの倣い曲面上
を転動するボールキャスタを有する接触式倣い機構を備
え、倣いブロックの倣い面に沿って一方向に接触式倣い
機構を倣わせることで、レーザ加工ヘッドを追従動作さ
せたものである。Further, the profile welding mechanism disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 6-106373 is provided with a contact type profile mechanism having a ball caster rolling on the profile curved surface of the profile block, and along the profile surface of the profile block. By making the contact-type copying mechanism copy in one direction, the laser processing head is made to follow the movement.
【0011】しかしながら、この倣い溶接機構は、接触
式倣い機構が倣いブロックに追従するもので、ワーク加
工面の凹凸に追従するものではなく、ワークを押圧しな
がら溶接する倣い機構のホルダの側方に併設されるもの
で、レーザ光がボールキャスタ間に照射される構造とな
っておらず、プレート状ワークの重ね合せ切断や溶接を
精度よく行うことができない。However, in this profile welding mechanism, the contact-type profile mechanism follows the profile block, not the irregularities of the work surface, but the side of the profile mechanism holder for welding while pressing the workpiece. Since the laser beam is not irradiated between the ball casters, it is not possible to perform superposition cutting and welding of plate-shaped works with high accuracy.
【0012】さらにまた、特公平2−62114号公報
に開示されたレーザ加工装置は、ワークに接触しながら
ワーク加工面を倣う接触式倣いローラをレーザ加工ヘッ
ドの下部ユニットに設けたものである。Furthermore, the laser processing apparatus disclosed in Japanese Patent Publication No. 2-62114 is provided with a contact type copying roller in the lower unit of the laser processing head for copying the work surface while contacting the work.
【0013】しかしながら、このレーザ加工装置は、レ
ーザ加工ヘッドの上部ユニットに集光レンズを収容し、
上部ユニットと下部ユニットとの間にスプリングを介装
して相対変位可能な構成としたので、ワーク加工の凹凸
如何によって集光レンズから加工点までの距離が変動
し、ワークを精度よく、安定的に加工することが困難で
ある。However, in this laser processing apparatus, the condenser lens is housed in the upper unit of the laser processing head,
Since a spring is interposed between the upper unit and the lower unit to allow relative displacement, the distance from the condensing lens to the processing point varies depending on the unevenness of the work processing, and the work can be performed accurately and stably. Difficult to process.
【0014】また、特開平2−52191号公報には、
接触式倣い制御装置がワークと接触する接触子およびハ
イトセンサ(距離センサ)を備え、ハイトセンサでワー
クの変位量を検出してモータ駆動制御を行ない、レーザ
加工ヘッドの高さ制御を行なうようにしたレーザ加工機
である。Further, Japanese Patent Laid-Open No. 2-52191 discloses that
The contact-type copying control device is equipped with a contactor and a height sensor (distance sensor) that come into contact with the work, and the height sensor detects the amount of displacement of the work to perform motor drive control and control the height of the laser processing head. It is a laser processing machine.
【0015】このレーザ加工機は、接触式倣い制御装置
によりレーザ加工ヘッドからのレーザ光の焦点をワーク
表面に形成してレーザ加工を行ない得るようになってい
るが、接触式倣い制御装置はワークに接触しているだけ
で、ワークを加工する構造となっていない。このため、
接触式倣い制御装置でワークを常時押圧しながら、レー
ザ加工を行なうことができず、レーザ光でワークを切断
したり、溶接するとき、レーザ加工精度を向上させるこ
とが困難である。In this laser processing machine, a contact-type copying control device can focus a laser beam from a laser processing head on the surface of a work to perform laser processing. It does not have a structure for processing the work, but only in contact with the. For this reason,
Laser processing cannot be performed while constantly pressing the work by the contact-type copying control device, and it is difficult to improve the accuracy of laser processing when cutting or welding the work with laser light.
【0016】[0016]
【発明が解決しようとする課題】従来のレーザ加工装置
においては、プレート状ワークを重ね合せてレーザ加工
するとき、ワーク間に存在するギャップやワークの熱歪
み等が充分に考慮されておらず、レーザ光を用いてワー
クを精密に切断したり、溶接することが困難であり、加
工されたワークの品質向上が図れない問題があった。In the conventional laser processing apparatus, when the plate-like works are superposed and laser-processed, the gaps existing between the works and the thermal distortion of the works are not sufficiently taken into consideration. There is a problem that it is difficult to precisely cut or weld a work using a laser beam, and the quality of the processed work cannot be improved.
【0017】また、従来のレーザ加工装置は、ワークと
加工ノズルの間隔を一定に保つために、静電容量型セン
サや光三角測量法を用いた光学的センサが用いられてい
るが、ワークを溶接等のレーザ加工を行なうとワーク加
工表面に高輝度なプラズマが発生する。静電容量型セン
サの場合、ワークとセンサ部の電圧が発生プラズマの影
響により大きく変化する。このため、検出された電圧信
号をフィードバックさせてレーザ加工ヘッドの高さ制御
を行なうと、誤動作を起こす恐れがあった。Further, in the conventional laser processing apparatus, in order to keep the distance between the work and the processing nozzle constant, an electrostatic capacity type sensor or an optical sensor using an optical triangulation method is used. When laser processing such as welding is performed, high-intensity plasma is generated on the work surface. In the case of the electrostatic capacitance type sensor, the voltage of the work and the sensor portion largely changes due to the influence of the generated plasma. Therefore, if the height of the laser processing head is controlled by feeding back the detected voltage signal, there is a risk of malfunction.
【0018】さらに、光三角測量法を採用した光学的セ
ンサの場合には、加工中に発生するプラズマの波長領域
が広いため、センサ部に発生プラズマ光が入射し、誤動
作を起こす原因になっている。Further, in the case of an optical sensor adopting the optical triangulation method, since the wavelength region of plasma generated during processing is wide, the generated plasma light is incident on the sensor portion, which may cause a malfunction. There is.
【0019】このため、レーザ加工装置をレーザ溶接や
不活性ガスを用いたレーザ切断に用いる場合、電気的セ
ンサや光学的センサを用いないでレーザ加工している
か、センサを用いないレーザ加工ではワークの形状如何
によっては、レーザ加工ノズルとワークの間隔が変化
し、正常なレーザ加工を精度よく精密に行なうことが困
難であった。Therefore, when the laser processing apparatus is used for laser welding or laser cutting using an inert gas, laser processing is performed without using an electric sensor or an optical sensor, or a workpiece is processed by laser processing without a sensor. Depending on the shape, the distance between the laser processing nozzle and the work changed, and it was difficult to perform normal laser processing with high accuracy and precision.
【0020】特に、薄板等のプレート状ワークを連続的
にレーザ光で切断したり、レーザ溶接を行なう場合、加
工中に発生する熱歪みにより波立ち、当初の軌跡に対し
て時間とともにワーク加工面が変化してしまうことがあ
り、ワーク加工面を高さ方向に倣う何らかの接触式倣い
装置の出現が強く望まれている。In particular, when a plate-like work such as a thin plate is continuously cut by laser light or laser welding is performed, the work surface becomes wavy due to thermal strain generated during processing, and the work surface is processed with time with respect to the initial trajectory. There is a possibility that it will change, and the emergence of some kind of contact-type copying apparatus that copies the work surface in the height direction is strongly desired.
【0021】また、レーザ溶接の場合、溶接部は溶接ビ
ードによる凹凸が若干発生するために、溶接ビードを接
触式ワーク倣い装置が倣うと、ワーク加工面の高さが直
接変化し、溶接誤差を生じさせる恐れがある。このた
め、接触式ワーク倣い装置の接触子は溶接ビード表面と
接触するのを回避させる必要がある。Further, in the case of laser welding, since unevenness due to a weld bead is generated in the welded portion, when the contact bead copying device follows the weld bead, the height of the work surface is directly changed to cause a welding error. May cause it. Therefore, it is necessary to prevent the contact of the contact-type work copying apparatus from coming into contact with the surface of the welding bead.
【0022】さらに、ワークがプレス成形材料品である
場合、プレス成形によるワーク変形が生じており、ワー
ク表面の平面度が低下している恐れがある。また、薄板
のワークを切断したり、重ね合せ溶接する場合、ワーク
が時間の経過に伴って変形するために、加工ノズルとワ
ーク加工面の距離が変化する恐れがある。このため、何
らかの押え手段によりワークを押さえてレーザ加工を行
なう必要がある。Further, when the work is a press-molding material product, the work may be deformed by press-molding, and the flatness of the work surface may be reduced. Further, when cutting a thin plate work or performing lap welding, the work is deformed with the passage of time, and thus the distance between the working nozzle and the work working surface may change. For this reason, it is necessary to hold down the work by some holding means to perform laser processing.
【0023】一方、プレート状ワークを2枚以上重ね切
断したり、溶接する場合、ワーク間のギャップを出来る
だけ小さく押さえる必要があり、レーザ切断や溶接を精
度よく正確に行なうためには、ワークを押え、ワーク間
のギャップを無くしながらレーザ加工を行なう必要があ
る。On the other hand, when cutting or welding two or more plate-like works, it is necessary to keep the gap between the works as small as possible. In order to perform laser cutting and welding accurately and accurately, the works are It is necessary to perform laser processing while eliminating the gap between the work clamp and the work.
【0024】また、ワークは一次元の直線だけでなく、
二次元平面上で加工面が変化する場合、あるいは三次元
的に変化する場合が存在するが、ワーク加工面の変化に
追従し、対応できる接触式倣い機構が強く望まれてい
る。The work is not limited to a one-dimensional straight line,
There is a case where the machined surface changes on a two-dimensional plane or a case where the machined surface changes three-dimensionally, but a contact-type copying mechanism capable of following and responding to the change of the machined surface of the workpiece is strongly desired.
【0025】さらに、ワークをレーザ加工した後、ある
いはレーザ加工中に接触式ワーク倣い機構がワーク加工
面から外れた場合には、この外れ状態を検出してレーザ
加工を中断したり、中止させる必要がある。Further, when the contact type work copying mechanism is disengaged from the surface to be machined after the laser processing of the workpiece or during the laser processing, it is necessary to detect the disengagement state to interrupt or stop the laser processing. There is.
【0026】本発明は、上述した事情を考慮してなされ
てたもので、接触式ワーク倣い機構をワーク加工面の凹
凸又傾きに追従させ、ワーク加工面を押圧しつつレーザ
光によりワークの切断や溶接等の倣い加工を精密に精度
よく行なうことができるレーザ加工装置および加工方法
を提供することを目的とする。The present invention has been made in consideration of the above-mentioned circumstances, and the contact type work copying mechanism is made to follow the unevenness or inclination of the work surface, and the work is cut by the laser beam while pressing the work surface. An object of the present invention is to provide a laser processing apparatus and a processing method capable of performing copying processing such as welding and welding with high precision and accuracy.
【0027】本発明の他の目的は、接触式ワーク倣い機
構をワーク加工面に機械的に接触させ、ワーク加工面を
押圧しつつ加工中に発生するプラズマの悪影響を受け
ず、品質の良いレーザ加工を安定的に行なうことができ
るレーザ加工装置および加工方法を提供することにあ
る。Another object of the present invention is to bring a contact type work copying mechanism into mechanical contact with a work surface to prevent a plasma generated during the work from being adversely affected while pressing the work surface and to provide a high quality laser. It is to provide a laser processing apparatus and a processing method capable of performing stable processing.
【0028】本発明の別の目的は、ワーク加工面を滑ら
かに倣いながらワークを傷つけることなく、切断条件あ
るいは溶接条件を一定に保ちつつ、レーザ光によるワー
クの切断(重ね切断)や溶接を安定的に精度よく行な
い、加工品質を向上させたレーザ加工装置および加工方
法を提供するにある。Another object of the present invention is to stably cut the work (overlap cutting) or welding by the laser beam while keeping the cutting condition or the welding condition constant without damaging the work while smoothly copying the work surface. The present invention provides a laser processing apparatus and a processing method that are performed with high accuracy and have improved processing quality.
【0029】本発明のさらに他の目的は、プレート状ワ
ーク間のギャップや熱歪みによる変形を抑制しながらレ
ーザ光によりワークの切断あるいは溶接を精度よく、正
確に加工することができるレーザ加工装置および加工方
法を提供するにある。Still another object of the present invention is to provide a laser processing apparatus capable of accurately and accurately cutting or welding a work with a laser beam while suppressing a gap between plate-like works and deformation due to thermal strain. Providing a processing method.
【0030】本発明のさらに別の目的は、二次元加工
機、三次元加工機あるいはロボットに簡単かつ容易に取
付け、ワークを平面的あるいは立体的に切断あるいは溶
接することができるレーザ加工装置あるいは加工方法を
提供するにある。Still another object of the present invention is to provide a laser processing apparatus or processing which can be easily and easily attached to a two-dimensional processing machine, a three-dimensional processing machine or a robot to cut or weld a work piece in a plane or a three-dimensional shape. There is a way to provide.
【0031】[0031]
【課題を解決するための手段】本発明に係るレーザ加工
装置は、上述した課題を解決するために、請求項1に記
載したように、レーザ発振器から出力されたレーザ光を
集光して照射し、ワークの切断や溶接等の加工を行なう
レーザ加工光学系を形成し、このレーザ加工光学系をレ
ーザ加工ヘッドに備えたレーザ加工装置において、上記
レーザ加工ヘッドはレーザ発振器からのレーザ光が案内
される固定ユニットと、この固定ユニットに設けられ、
上記レーザ光を集光させる集光光学系を内蔵した可動ユ
ニットと、上記固定ユニットと可動ユニットの間に設け
られ、可動ユニットを弾力的に保持する弾性保持手段と
を備え、上記可動ユニットは弾性保持手段によりワーク
加工面の凹凸に追従する接触式ワーク倣い機構を構成
し、このワーク倣い機構により集光光学系からワーク加
工位置までの距離を常時略一定に保持したものである。In order to solve the above-mentioned problems, a laser processing apparatus according to the present invention condenses and irradiates a laser beam output from a laser oscillator, as set forth in claim 1. Then, in a laser processing apparatus in which a laser processing optical system for performing processing such as cutting and welding of a work is formed, and the laser processing optical system is provided in the laser processing head, the laser processing head guides laser light from a laser oscillator. And a fixed unit provided on the fixed unit,
The movable unit is provided with a movable unit having a built-in condensing optical system for condensing the laser light, and elastic holding means provided between the fixed unit and the movable unit for elastically holding the movable unit. The holding means constitutes a contact-type work copying mechanism that follows unevenness of the work processed surface, and the work copying mechanism always keeps the distance from the condensing optical system to the work processing position substantially constant.
【0032】請求項2に係る発明においては、上述した
課題を解決するために、前記接触式ワーク倣い機構は、
可動ユニットに備えられ、レーザ光を集光させる集光光
学系を内蔵した光学トーチと、この光学トーチの先端部
に設けられた接触式加工面倣いノズル手段とを有し、上
記接触式加工面倣いノズル手段は、弾性保持手段により
ワーク加工面を押圧し、ワーク加工面の凹凸に追従可能
に構成したものである。In the invention according to claim 2, in order to solve the above-mentioned problems, the contact type work copying mechanism is
An optical torch provided in the movable unit, which has a built-in focusing optical system for focusing laser light, and a contact-type machined surface copying nozzle means provided at the tip of the optical torch. The copying nozzle means is configured to press the work surface by the elastic holding means and follow the irregularities of the work surface.
【0033】請求項3に係る発明においては、上述した
課題を解決するために、前記接触式加工面倣いノズル手
段は、光学トーチの先端部に球面軸受によりレーザ光光
軸に対し傾斜可能に保持され、ワーク加工面の凹凸に追
従可能に構成したものである。In order to solve the above problems, in the invention according to claim 3, the contact-type machined surface tracing nozzle means is held by a spherical bearing at the tip of the optical torch so as to be tiltable with respect to the optical axis of the laser beam. It is configured to be able to follow the unevenness of the work surface.
【0034】請求項4に係る発明においては、上述した
課題を解決するために、前記光学トーチは、集光光学系
と接触式加工面倣いノズル手段を一体的に組み付けて構
成され、上記集光光学系と接触式加工面倣いノズル手段
との間隔を常に一定に保持したものである。In order to solve the above-mentioned problems, in the invention according to claim 4, the optical torch is constructed by integrally assembling a condensing optical system and a contact type machining surface copying nozzle means, The distance between the optical system and the contact processing surface copying nozzle means is always kept constant.
【0035】請求項5に係る発明においては、上述した
課題を解決するために、前記接触式加工面倣いノズル手
段は、集光光学系からのレーザ光を出射させるレーザ加
工ノズルと、このレーザ加工ノズルを光学トーチの先端
部に支持させる球面軸受と、上記レーザ加工ノズルにノ
ズル軸線廻りに旋回自在に支持された接触式倣いローラ
手段とを有し、接触式倣いローラ手段は進行方向を変換
可能な方向変換機構を備えたものである。In order to solve the above-mentioned problems, in the invention according to claim 5, the contact type processing surface copying nozzle means is a laser processing nozzle for emitting a laser beam from a focusing optical system, and this laser processing. It has a spherical bearing that supports the nozzle at the tip of the optical torch, and contact-type copying roller means that is supported by the laser processing nozzle so as to be rotatable around the nozzle axis. The contact-type copying roller means can change the traveling direction. It is equipped with a different direction changing mechanism.
【0036】請求項6に係る発明においては、上述した
課題を解決するために、前記接触式倣いローラ手段は、
進行方向前方の接触式倣いローラと後方の接触式倣いロ
ーラとを備え、上記前方接触式倣いローラは方向変換機
構で保持され、転動キャスタ型に構成されたものであ
る。In order to solve the above-mentioned problems, in the invention according to claim 6, the contact-type copying roller means comprises:
The front contact type copying roller is provided with a front contact type copying roller and a rear side contact type copying roller, and the front contact type copying roller is held by a direction changing mechanism and is of a rolling caster type.
【0037】請求項7に係る発明においては、上述した
課題を解決するために、前記接触式加工面倣いノズル手
段は、集光光学系からのレーザ光を出射させるレーザ加
工ノズルと、このレーザ加工ノズルの先端部に装着され
た接触式倣いボール手段とを備え、この倣いボール手段
は、ノズル口の周辺に少なくとも3個のボールベアリン
グをワークに転動自在に設けたものである。In order to solve the above-mentioned problems, in the invention according to claim 7, the contact type processing surface copying nozzle means is a laser processing nozzle for emitting a laser beam from a focusing optical system, and this laser processing. A contact-type copying ball means attached to the tip of the nozzle is provided, and this copying ball means is provided with at least three ball bearings around the nozzle opening so as to be rollable on the work.
【0038】請求項8に係る発明においては、上述した
課題を解決するために、前記接触式加工面倣いノズル手
段は、加工用ガスの吹出しとレーザ光の出射とを共有す
るノズル口を備えたレーザ加工ノズルを有し、このレー
ザ加工ノズルと接触式倣いローラ手段あるいは接触式倣
いボール手段とを一体化構造に構成したものである。In order to solve the above-mentioned problems, in the invention according to claim 8, the contact-type machined surface tracing nozzle means is provided with a nozzle port which shares the discharge of the processing gas and the emission of the laser beam. A laser processing nozzle is provided, and the laser processing nozzle and the contact-type copying roller means or the contact-type copying ball means are integrally configured.
【0039】請求項9に係る発明においては、上述した
課題を解決するために、前記接触式加工面倣いノズル手
段を構成する接触式倣いローラ手段あるいは接触式倣い
ボール手段はノズル口の周りにローラあるいはボールベ
アリングを備え、加工進行方向後方のローラあるいはボ
ールベアリングは切断線、溶接線等の加工線を跨ぐよう
に加工線と非接触に配置されたものである。In order to solve the above-mentioned problems, in the invention according to claim 9, the contact-type copying roller means or the contact-type copying ball means constituting the contact-type machined surface copying nozzle means is a roller around the nozzle opening. Alternatively, a ball bearing is provided, and the roller or ball bearing at the rear of the working direction is arranged in non-contact with the working line so as to straddle the working line such as a cutting line or a welding line.
【0040】請求項10に係る発明においては、上述し
た課題を解決するために、前記弾性保持手段は、レーザ
加工ヘッドの固定ユニットと可動ユニットの光学トーチ
との間に複数設けられる一方、上記弾性保持手段には固
定ユニットから可動ユニットの抜け落ちを防止する抜止
めストッパを備えたものである。In order to solve the above-mentioned problems, a plurality of the elastic holding means are provided between the fixed unit of the laser processing head and the optical torch of the movable unit. The holding means is provided with a stopper for preventing the movable unit from falling out of the fixed unit.
【0041】請求項11に係る発明においては、上述し
た課題を解決するために、前記弾性保持手段は、レーザ
加工ヘッドの固定ユニットおよび光学トーチの一方に設
けられたスラスト軸受と、その他方に設けられ、スラス
ト軸受に支持されたスラスト軸と、このスラスト軸に介
装されたスプリングとを有し、上記スプリングの変位量
をハイトセンサ等の変位量計測センサで検出可能に構成
したものである。According to an eleventh aspect of the present invention, in order to solve the above-mentioned problems, the elastic holding means is provided on one of the fixing unit of the laser processing head and the thrust bearing provided on the optical torch, and on the other side. And a thrust shaft supported by the thrust bearing and a spring interposed in the thrust shaft, and the displacement amount of the spring can be detected by a displacement amount measuring sensor such as a height sensor.
【0042】請求項12に係る発明においては、上述し
た課題を解決するために、前記変位量計測センサは、固
定ユニットおよび可動ユニットの一方に設けられてその
他方に形成された基準面からの距離を測定する一方、こ
の変位量計測センサからの検出測定信号を入力し、弾性
保持手段の変位量をモニタする制御ボックスを備え、こ
の制御ボックスは変位量が所要の管理幅から外れると
き、アラームとして出力したり、稼働停止を支持する手
段を備えたものである。According to the twelfth aspect of the present invention, in order to solve the above-mentioned problems, the displacement amount measuring sensor is provided on one of the fixed unit and the movable unit and is located on the other side from a reference plane. Meanwhile, a control box for inputting a detection measurement signal from this displacement amount measurement sensor and monitoring the displacement amount of the elastic holding means is provided, and this control box outputs an alarm when the displacement amount deviates from the required control width. It is provided with means for outputting and supporting the suspension of operation.
【0043】本発明に係るレーザ加工方法は、上述した
課題を解決するために、請求項13に記載したように、
レーザ発振器から出力されたレーザ光をレーザ加工ヘッ
ドに案内し、案内されたレーザ光をレーザ加工ヘッド内
のレーザ加工光学系を通して被加工物、試料等のワーク
に照射し、ワークをレーザ光により切断したりあるいは
溶接するレーザ加工を施す際、レーザ加工ユニットの接
触式ワーク倣い機構を弾性保持手段でワークに押圧接触
させつつ、上記可動ユニットに備えた接触式加工面倣い
ノズル手段をワークにワーク加工方向に沿って倣わせ、
しかも、可動ユニットに内蔵された集光光学系からワー
ク加工位置までの距離を常に略一定に保持してレーザ加
工を行なう方法である。In order to solve the above-mentioned problems, the laser processing method according to the present invention has the following features.
The laser beam output from the laser oscillator is guided to the laser processing head, and the guided laser beam is applied to the workpiece such as the workpiece or sample through the laser processing optical system in the laser processing head, and the workpiece is cut by the laser beam. When performing laser processing such as welding or welding, the contact type work copying mechanism of the laser processing unit is pressed against the work by the elastic holding means while the contact type processing surface copying nozzle means provided in the movable unit is used for processing the work. Follow the direction,
In addition, the laser processing is a method in which the distance from the focusing optical system built in the movable unit to the work processing position is always kept substantially constant.
【0044】[0044]
【発明の実施の形態】本発明に係るレーザ加工装置およ
び加工方法の実施の形態について添付図面を参照して説
明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of a laser processing apparatus and a processing method according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
【0045】[第1の実施形態]図1は本発明に係るレ
ーザ加工装置の第1実施形態を示すレーザ加工ヘッド部
の縦断面図である。[First Embodiment] FIG. 1 is a vertical sectional view of a laser processing head portion showing a first embodiment of a laser processing apparatus according to the present invention.
【0046】レーザ加工装置は、レーザ光を用いて加工
物あるいは試料等のワークを切断したり、溶接したり、
穴加工したりするものであり、全体を符号10で示す。
レーザ加工装置10は、平面加工を行なう二次元平面加
工機(3軸制御加工機)や、立体加工を行なう三次元立
体加工機(6軸以上制御加工機)、ロボット等に搭載さ
れて使用される。The laser processing apparatus uses a laser beam to cut or weld a workpiece such as a workpiece or a sample.
A hole is drilled, and the whole is shown by reference numeral 10.
The laser processing apparatus 10 is used by being mounted on a two-dimensional plane processing machine (three-axis control processing machine) for performing flat surface processing, a three-dimensional three-dimensional processing machine (six or more axes control processing machine) for three-dimensional processing, a robot, and the like. It
【0047】レーザ加工装置10は、レーザ加工光学系
17を内蔵したレーザ加工ヘッド11を有する。レーザ
加工ヘッド11は固定ユニットとしての上部ユニット1
2と可動ユニットとしての下部ユニット13とを有し、
下部ユニット13は弾性保持手段14により上部ユニッ
ト12に対し相対変位可能に保持される。弾性保持手段
14は上部ユニット12と下部ユニット13との間に複
数設けられる。レーザ加工ヘッド11の上部ユニット1
2にはYAGレーザ等のレーザ発振器15から発振(出
力)されたレーザ光Lが光走査光学系16を介してある
いは直接に案内されるようなっている。The laser processing apparatus 10 has a laser processing head 11 containing a laser processing optical system 17. The laser processing head 11 is the upper unit 1 as a fixed unit.
2 and a lower unit 13 as a movable unit,
The lower unit 13 is held by the elastic holding means 14 so that it can be displaced relative to the upper unit 12. A plurality of elastic holding means 14 are provided between the upper unit 12 and the lower unit 13. Upper unit 1 of laser processing head 11
A laser beam L oscillated (output) from a laser oscillator 15 such as a YAG laser is guided to the beam 2 through an optical scanning optical system 16 or directly.
【0048】上部ユニット12のユニット筒18の下部
フランジ19には、トーラス状、リング状あるいはスリ
ーブ状ユニットホルダ20が固着される。このユニット
ホルダ20は、光学トーチ22のスライダ筒23をスラ
イド自在に嵌合するシリンダ部24を中央に備える。ユ
ニットホルダ20の周辺部にはスラスト軸受25が周方
向に略等間隔をおいて複数個設けられる。A torus-shaped, ring-shaped or sleeve-shaped unit holder 20 is fixed to the lower flange 19 of the unit cylinder 18 of the upper unit 12. The unit holder 20 is provided with a cylinder portion 24 at the center, into which a slider cylinder 23 of an optical torch 22 is slidably fitted. A plurality of thrust bearings 25 are provided around the unit holder 20 at substantially equal intervals in the circumferential direction.
【0049】スラスト軸受25にはスライダ筒23の外
周フランジ26に植設されたスラスト軸27が挿通支持
される。スラスト軸27にはコイルスプリング等のスプ
リング28が介装される。このスプリング28はユニッ
トホルダ20と外周フランジ26との間に設けられ、こ
の外周フランジ26を介して下部ユニット13を常時下
方にばね付勢している。スラスト軸27はスラスト軸2
5によりスライド可能に支持されるが、スラスト軸27
の頂部に抜止めストッパ29が固定される。この抜止め
ストッパ29はスラスト軸27が一定以上ストロークす
るのを規制する一方、スラスト軸27がスラスト軸25
から外れるのを防止している。A thrust shaft 27, which is planted in an outer peripheral flange 26 of the slider cylinder 23, is inserted into and supported by the thrust bearing 25. A spring 28 such as a coil spring is interposed on the thrust shaft 27. The spring 28 is provided between the unit holder 20 and the outer peripheral flange 26, and always biases the lower unit 13 downward through the outer peripheral flange 26. Thrust shaft 27 is thrust shaft 2
5 is slidably supported by the thrust shaft 27.
A stopper 29 is fixed to the top of the stopper. This stopper stopper 29 restricts the thrust shaft 27 from moving more than a predetermined amount, while the thrust shaft 27 moves the thrust shaft 25.
It prevents it from coming off.
【0050】前記スラスト軸受25、スラスト軸27お
よびスプリング28により弾性保持手段14が構成され
る。この弾性保持手段14は上部ユニット12のユニッ
トホルダ20側にスラスト軸受25を取り付けた例を示
したが、このスラスト軸受を下部ユニット13のスライ
ダ筒23側に取り付け、ユニットホルダ20側にスラス
ト軸を固定してもよい。さらに、弾性保持手段14は、
下部ユニット13を上部ユニット12に対し相対変位可
能に弾性支持するものであればよく、他に種々の保持手
段が考えられる。The thrust bearing 25, thrust shaft 27 and spring 28 constitute the elastic holding means 14. This elastic holding means 14 shows an example in which the thrust bearing 25 is attached to the unit holder 20 side of the upper unit 12, but this thrust bearing is attached to the slider cylinder 23 side of the lower unit 13 and the thrust shaft is attached to the unit holder 20 side. You may fix it. Further, the elastic holding means 14 is
It is sufficient that the lower unit 13 is elastically supported so as to be relatively displaceable with respect to the upper unit 12, and various holding means can be considered.
【0051】また、上部ユニット12のユニットホルダ
20の外周部にブラケットを介してハイトセンサ等の距
離センサ30が変位量計測センサとして設けられ、この
距離センサ30により基準面31との距離、すなわちス
プリング28の変位量を測定し、その検出信号を制御ボ
ックス32に入力し、この制御ボックス32で測定距離
を常時モニタできるようになっている。Further, a distance sensor 30 such as a height sensor is provided as a displacement amount measuring sensor on the outer peripheral portion of the unit holder 20 of the upper unit 12 via a bracket. The distance sensor 30 allows the distance from the reference surface 31, that is, the spring. The displacement amount of 28 is measured, the detection signal is input to the control box 32, and the control box 32 can constantly monitor the measurement distance.
【0052】さらに、制御ボックス32には、距離変位
量の計測データと、距離変位量や変位速度の基準値に比
較する制御演算機能が備えられ、距離変位量が所要の管
理幅を超えた場合、アラームを出力する一方、加工機コ
ントローラ33に信号を伝送し、レーザ加工機を停止さ
せる機能を備えている。Further, the control box 32 is provided with a control calculation function for comparing the measured data of the distance displacement amount with the reference values of the distance displacement amount and the displacement speed, and when the distance displacement amount exceeds the required control width. While outputting an alarm, it has a function of transmitting a signal to the processing machine controller 33 and stopping the laser processing machine.
【0053】一方、下部ユニット13は、可動ユニット
であり、接触式ワーク倣い機構を構成している。この下
部ユニット13は、複数のリング状あるいはスリーブ状
のブロックメンバを分割可能に組み立てられた光学トー
チ22と、この光学トーチ22の先端部に設けられた接
触式加工面倣いノズル手段35とを有する。光学トーチ
22には内部にレンズホルダ36が収容され、このレン
ズホルダ36に集光光学系37を構成する集光レンズ3
8が保持される。レンズホルダ36は光学トーチ22の
1つのブロックメンバにねじ結合されて着脱可能に装着
される。On the other hand, the lower unit 13 is a movable unit and constitutes a contact type work copying mechanism. The lower unit 13 has an optical torch 22 assembled to be able to divide a plurality of ring-shaped or sleeve-shaped block members, and a contact-type machined surface copying nozzle means 35 provided at the tip of the optical torch 22. . A lens holder 36 is housed inside the optical torch 22, and a condenser lens 3 that constitutes a condenser optical system 37 is included in the lens holder 36.
8 is retained. The lens holder 36 is screwed to one block member of the optical torch 22 and is detachably mounted.
【0054】また、接触式加工面倣いノズル手段35
は、集光光学系37である集光レンズ38からのレーザ
光LをワークWに投射可能なレーザ加工ノズル40と、
この加工ノズル40を光学トーチ22の先端部に支持さ
せる球面軸受41と、レーザ加工ノズル40にノズル軸
線廻りに旋回自在(回転自在)に支持された接触式倣い
ローラ手段43とを備える。Further, the contact-type machined surface copying nozzle means 35
Is a laser processing nozzle 40 capable of projecting a laser beam L from a condenser lens 38 which is a condenser optical system 37 onto a work W,
The processing nozzle 40 is provided with a spherical bearing 41 for supporting the tip of the optical torch 22, and a contact-type copying roller means 43 supported by the laser processing nozzle 40 so as to be rotatable (rotatably) around the nozzle axis.
【0055】接触式倣いローラ手段43は、図2(A)
および(B)に示すように、進行方向前方の接触式倣い
ローラ44と後方の接触式倣いローラ45とをそれぞれ
左右に対をなして備える。前方の倣いローラ44は接触
式倣いローラ手段43の回転サポート46に向き転向手
段である方向変換機構47により保持され、キャスタ型
ローラに構成される。前方の接触式倣いローラ44は左
右の後方接触式倣いローラ45間の中央位置に対応して
設けてもよい。ただ、後方接触式倣いローラ45がワー
クWの溶接線や切断線などの加工線を踏むことなく跨
ぎ、加工線を迂回して溶接ビート等に非接触に走行する
ようになっている。The contact type copying roller means 43 is shown in FIG.
Further, as shown in (B), a contact-type copying roller 44 on the front side in the traveling direction and a contact-type copying roller 45 on the rear side are provided as a pair on the left and right sides. The front copying roller 44 is held by the rotation support 46 of the contact-type copying roller means 43 by a direction changing mechanism 47 which is a turning means, and is a caster type roller. The front contact type copying roller 44 may be provided corresponding to the center position between the left and right rear contact type copying rollers 45. However, the rear contact type copying roller 45 straddles the work W such as a welding line or a cutting line without stepping on the processing line, bypasses the processing line, and travels in a non-contact manner with a welding beat or the like.
【0056】このレーザ加工装置10はレーザ加工ヘッ
ド11内にレーザ加工光学系17が納められており、レ
ーザ加工ヘッド11の下部ユニット13には集光光学系
37を内蔵した光学トーチ22が設けられる。この光学
トーチ22には集光光学系37を構成する集光レンズ3
8と接触式加工面ノズル倣い手段35とが一体的に組み
付けられ、相互間の間隔あるいは距離を一定に保持して
いる。また、光学トーチ22は集光光学系37の集光レ
ンズ38と接触式加工面倣いノズル手段35との距離は
調整ホルダ51で調節可能に保持している。In this laser processing apparatus 10, a laser processing optical system 17 is housed in a laser processing head 11, and an optical torch 22 having a condensing optical system 37 is provided in a lower unit 13 of the laser processing head 11. . The optical torch 22 has a condenser lens 3 that constitutes a condenser optical system 37.
8 and the contact-type machined surface nozzle copying means 35 are integrally assembled, and the distance or distance between them is kept constant. Further, the optical torch 22 holds the distance between the condensing lens 38 of the condensing optical system 37 and the contact type processing surface copying nozzle means 35 so that the adjusting holder 51 can adjust the distance.
【0057】光学トーチ22内には集光レンズ38の下
方に密閉された加工ガス用ガスチャンバ52が形成され
ており、このガスチャンバ52にガス供給口53から不
活性ガス等の加工ガスがアシストガスとして供給され
る。ガスチャンバ52に供給された加工ガスは、レーザ
加工ノズル40のノズル口51からレーザ光Lとともに
吹き出され、ワーク加工面の押圧と冷却を行っている。
加工ガスの吹出しによりプレート状ワークWが例えば加
工テーブル54側に押圧され、ワークW間が相互に密着
される。Inside the optical torch 22, a processing gas gas chamber 52 is formed below the condenser lens 38, and a processing gas such as an inert gas is assisted from the gas supply port 53 to the gas chamber 52. Supplied as gas. The processing gas supplied to the gas chamber 52 is blown out together with the laser light L from the nozzle opening 51 of the laser processing nozzle 40 to press and cool the work surface.
The plate-shaped works W are pressed against the working table 54 side by the blowing of the working gas, and the works W are brought into close contact with each other.
【0058】その際、接触式加工面倣いノズル手段35
は、レーザ加工ノズル40を接触式倣いローラ手段43
の中央部に有し、レーザ加工ノズル40は前方倣いロー
ラ44と後方倣いローラ45間の中央部に位置する。そ
して、接触式倣いローラ手段43は各倣いローラ44,
45がワーク加工面上を押圧しつつ転動するようにレー
ザ加工ノズル40、ひいてはレーザ加工ヘッド11を案
内しており、案内されるレーザ加工ヘッド11は接触式
倣いローラ手段43を介してワークWを弾性保持手段1
4のばね力で押圧し、ワークWを相互に密着保持させる
ようになっている。At this time, the contact-type machined surface copying nozzle means 35
Is a laser processing nozzle 40 which is a contact type copying roller means 43.
The laser processing nozzle 40 is located in the central portion between the front copying roller 44 and the rear copying roller 45. The contact-type copying roller means 43 includes the copying rollers 44,
The laser machining nozzle 40 and thus the laser machining head 11 are guided so that 45 rolls while pressing on the workpiece machining surface, and the guided laser machining head 11 is guided by the contact type copying roller means 43 to the workpiece W. Elastic holding means 1
The work pieces W are held in close contact with each other by being pressed by the spring force of 4.
【0059】次に、レーザ加工装置による作用を説明す
る。Next, the operation of the laser processing apparatus will be described.
【0060】二次元平面加工機、三次元立体加工機ある
いはロボットのアームに適用され、搭載されるレーザ加
工装置10はレーザ加工ヘッド11内にレーザ加工光学
系17を形成しており、このレーザ加工光学系17にレ
ーザ発振器15から発振されたレーザ光Lが走査され
る。レーザ加工光学系17に案内されたレーザ光Lは集
光光学系37の集光レンズ38を透過して絞られ、レー
ザ加工ノズル40からワークWに向って投射され、ワー
クWの加工面上に照射される。The laser processing apparatus 10 applied to and mounted on a two-dimensional plane processing machine, a three-dimensional three-dimensional processing machine, or a robot arm has a laser processing optical system 17 formed in a laser processing head 11. The optical system 17 is scanned with the laser beam L oscillated from the laser oscillator 15. The laser beam L guided to the laser processing optical system 17 passes through the condenser lens 38 of the condenser optical system 37, is focused, is projected from the laser processing nozzle 40 toward the work W, and is projected onto the processing surface of the work W. Is irradiated.
【0061】一方、集光光学系37の集光レンズ38と
接触式加工面倣いノズル手段35は共に可動の下部ユニ
ット13に組み付けられ、光学トーチ22により取付間
隔が調節自在で一体的に構成される。このため、集光レ
ンズ38から接触式加工面倣いノズル手段35までの距
離は常時一定に保たれ、集光レンズ38の集光位置、例
えば焦点位置にワークWの加工面が常時来るようにセッ
トされる。すなわち、集光光学系37の集光レンズ38
から被加工物、試料等のワークの加工点(加工面)まで
の距離が常に一定に保たれ、例えばワークWの加工位置
が集光レンズ38の焦点位置と略一致するようにセット
される。On the other hand, the condensing lens 38 of the condensing optical system 37 and the contact type processing surface copying nozzle means 35 are both assembled to the movable lower unit 13, and the mounting interval is adjustable by the optical torch 22 to be integrally constructed. It Therefore, the distance from the condensing lens 38 to the contact type machining surface copying nozzle means 35 is always kept constant, and the machining surface of the work W is always set at the condensing position of the condensing lens 38, for example, the focal position. To be done. That is, the condenser lens 38 of the condenser optical system 37
To a processing point (processing surface) of a workpiece such as a workpiece or a sample is always kept constant, and for example, the processing position of the workpiece W is set so as to substantially coincide with the focal position of the condenser lens 38.
【0062】また、下部ユニット13である接触式ワー
ク倣い機構は、弾性保持手段14のばね力によりワーク
Wに向ってばね付勢され、接触式倣いローラ手段43を
介してワークWを押圧している。このため、ワークWが
薄板材料あるいはプレス成形材料等で形成されたシート
状あるいはプレート状であるとき、重ね合されたワーク
W間のギャップが縮小あるいは解消せしめられる。その
際、レーザ加工ノズル40から吹き出される加工ガスに
よってもワークWは押圧され、ワークW間のギャップが
解消する方向に助長される。The contact type work copying mechanism which is the lower unit 13 is biased toward the work W by the spring force of the elastic holding means 14, and presses the work W through the contact type copying roller means 43. There is. Therefore, when the work W has a sheet shape or a plate shape formed of a thin plate material, a press molding material, or the like, the gap between the overlapped works W can be reduced or eliminated. At this time, the work W is also pressed by the processing gas blown out from the laser processing nozzle 40, and the work W is promoted in the direction in which the gap between the works W is eliminated.
【0063】また、レーザ加工ヘッド11の下部ユニッ
ト13である接触式ワーク倣い機構は、接触式倣いロー
ラ手段43により、ワークWの加工面を押圧接触しつつ
ワーク加工面上を走行する。ワークW加工面の高さが変
化しても、高さ方向の変位量は弾性保持手段14のスプ
リング28の伸縮で吸収され、接触式倣いローラ手段4
3の各倣いローラ44,45がワークWの加工面にスム
ーズに追従して上下に変動する。各接触式倣いローラ4
4,45がワークWの加工面を追従する際、接触式加工
面倣いノズル手段35は、球面軸受41を介してレーザ
光の光軸に対し傾斜可能に支持されているので、ワーク
加工面の凹凸や傾きに対する追従作用が円滑かつスムー
ズに行なわれる。Further, the contact type work copying mechanism, which is the lower unit 13 of the laser processing head 11, travels on the work processing surface while pressingly contacting the processing surface of the work W by the contact type copying roller means 43. Even if the height of the work surface of the workpiece W changes, the amount of displacement in the height direction is absorbed by the expansion and contraction of the spring 28 of the elastic holding means 14, and the contact-type copying roller means 4
The copying rollers 44 and 45 of No. 3 smoothly follow the working surface of the work W and move up and down. Each contact type copying roller 4
When 4 and 45 follow the machining surface of the workpiece W, the contact machining surface copying nozzle means 35 is supported via the spherical bearing 41 so as to be tiltable with respect to the optical axis of the laser beam. The follow-up action for unevenness and inclination is performed smoothly and smoothly.
【0064】いずれにしても、レーザ加工ヘッド11は
下部ユニット13に内蔵された集光光学系37の集光レ
ンズ38からワークW加工点までの位置が常に一定に保
たれ、弾性保持手段14のスプリング28のばね力によ
り接触式倣いローラ手段43がワークWを押えて切断あ
るいは溶接のレーザ加工が行なわれる。切断あるいは溶
接条件が常に一定に保持され、安定した加工が行なえ
る。複数のワークW間相互のギャップや多少の熱歪みに
よる変形を押えながら加工を行なうことができる。In any case, in the laser processing head 11, the position from the condensing lens 38 of the condensing optical system 37 built in the lower unit 13 to the work W processing point is always kept constant, and the elastic holding means 14 is operated. The contact type copying roller means 43 presses the work W by the spring force of the spring 28, and laser processing of cutting or welding is performed. Cutting or welding conditions are always kept constant and stable processing can be performed. It is possible to perform processing while suppressing the mutual gap between the plurality of works W and the deformation due to some thermal strain.
【0065】また、レーザ加工ヘッド11の下部ユニッ
ト13を構成する接触式ワーク倣い機構は、ワークWに
接触して転動する接触式倣いローラ手段43により、ワ
ークWの加工面を押圧接触しつつ走行する。その際、接
触式倣いローラ手段43は前方倣いローラ44が方向変
換機構47により回転自在に支持され、キャスタ型ロー
ラを構成しているので、旋回自在となり、進行変更Aを
自由に変更させることができる。Further, the contact type work copying mechanism constituting the lower unit 13 of the laser processing head 11 presses and contacts the processed surface of the work W by the contact type copying roller means 43 which comes into contact with the work W and rolls. To run. At that time, since the contact-type copying roller means 43 is a caster-type roller in which the front copying roller 44 is rotatably supported by the direction changing mechanism 47, the contact-type copying roller means 43 is rotatable and the progress change A can be freely changed. it can.
【0066】さらに、前方接触式倣いローラ44と後方
接触式倣いローラ45は一体的に取付間隔一定に組み付
けられ、レーザ加工ノズル40にボールベアリング55
により回転自在に支持されており、接触式倣いローラ手
段43は、ワークWの加工面に対し二次元平面内で回転
自在である。接触式倣いローラ手段43の前方および後
方倣いローラ44,45の中間位置でレーザ加工ノズル
40のノズル口51が開口しており、このノズル口51
から出射されるレーザ光LでワークWがレーザ加工され
る。Further, the front contact type copying roller 44 and the rear contact type copying roller 45 are integrally assembled with a fixed mounting interval, and the laser processing nozzle 40 is provided with a ball bearing 55.
The contact-type copying roller means 43 is rotatably supported by, and is rotatable in a two-dimensional plane with respect to the processing surface of the work W. A nozzle opening 51 of the laser processing nozzle 40 is opened at an intermediate position between the front and rear copying rollers 44 and 45 of the contact-type copying roller means 43.
The work W is laser-processed by the laser light L emitted from the laser.
【0067】このため、レーザ加工ヘッド11は下部ユ
ニット13を構成する接触式ワーク倣い機構が、ワーク
Wの加工面の凹凸や傾きに追従してワークWの加工面を
押えながら、前後方の倣いローラ44,45間にレーザ
光が投射されてレーザ加工するようになっており、ワー
クWを精密に精度よく加工することができる。Therefore, in the laser processing head 11, the contact type work copying mechanism constituting the lower unit 13 follows the unevenness and inclination of the processing surface of the work W and presses the processing surface of the work W while tracing the front and rear sides. Laser light is projected between the rollers 44 and 45 for laser processing, and the work W can be processed precisely and accurately.
【0068】また、接触式加工面倣いノズル手段35は
下部ユニット13の光学トーチ22に球面軸受41を介
して旋回かつ俯仰自在に支持されており、レーザ加工ノ
ズル40はワークWの加工面の傾斜に対し、常に垂直に
サポートされる。このとき、レーザ光の光軸は、ワーク
Wに対して角度変化分だけ変化することになる。Further, the contact type machining surface profiling nozzle means 35 is supported by the optical torch 22 of the lower unit 13 via a spherical bearing 41 so as to be swivelable and ascendable, and the laser machining nozzle 40 is inclined on the machining surface of the work W. In contrast, it is always supported vertically. At this time, the optical axis of the laser light changes with respect to the work W by an angle change amount.
【0069】これにより、接触式ワーク倣い機構(下部
ユニット)12は、ワークWが約30度程度までの傾き
に対しても、ワークWの加工面に倣ってレーザ加工ノズ
ル40を自由に傾けることができ、ワークWの傾きに倣
って加工が行なわれる。さらに、この接触式ワーク倣い
機構12は、ワークWの二次元平面のどの方向にも、ま
た、三次元立体のどの方向にも対応できるように、レー
ザ光Lの光軸に対し、ボールベアリング55により直角
平面で回転できるようになっている。As a result, the contact type work copying mechanism (lower unit) 12 can freely tilt the laser processing nozzle 40 along the working surface of the work W even when the work W is tilted up to about 30 degrees. And the work is performed in accordance with the inclination of the work W. Further, the contact-type workpiece copying mechanism 12 is capable of accommodating any direction of the two-dimensional plane of the workpiece W and any direction of the three-dimensional solid with respect to the optical axis of the laser beam L and the ball bearing 55. Allows to rotate in a right-angled plane.
【0070】このようにレーザ加工ヘッド13の接触式
ワーク倣い機構12は、ワーク加工面の凹凸や高さ変化
を吸収し、ワークWの加工面を弾性保持手段14のばね
力および接触式倣いローラ手段35により押えながらレ
ーザ光による切断や溶接を安定的に行なうことができ
る。このレーザ加工はワークWに非接触であり、しかも
薄板材料やプレス加工材料で形成されたプレート状ある
いはシート状ワークWを重ねて切断したり、溶接して
も、重ねられたワークW間にギャップが生じるのを防止
したり、発生するギャップを狭くできるので、精密な切
断あるいは溶接をレーザ加工で行なうことができる。As described above, the contact type work copying mechanism 12 of the laser processing head 13 absorbs the unevenness and height change of the work processed surface, and the work surface of the work W is subjected to the spring force of the elastic holding means 14 and the contact type copying roller. It is possible to stably perform cutting and welding with laser light while pressing the means 35. This laser processing is not in contact with the work W, and even if the plate-like or sheet-like work W formed of a thin plate material or a press-work material is cut and welded, a gap between the overlapped works W is generated. Since it is possible to prevent the occurrence of cracks and to narrow the generated gap, precise cutting or welding can be performed by laser processing.
【0071】このレーザ加工装置10は、ワークWに接
触する接触式ワーク倣い機構12と集光光学系37とが
光学トーチ22に一体的に組み付けられており、一体化
された下部ユニット13内蔵の集光光学系37がワーク
Wの加工面凹凸や傾きに追従し、ワーク加工面を直接倣
うようになっており、レーザ加工中にワーク加工面に発
生するプラズマの影響を受けることなくレーザ加工が行
なわれる。In this laser processing apparatus 10, the contact type work copying mechanism 12 that comes into contact with the work W and the condensing optical system 37 are integrally assembled to the optical torch 22, and the integrated lower unit 13 is built in. The condensing optical system 37 follows the unevenness and inclination of the work surface of the workpiece W and directly follows the work surface. Laser processing can be performed without being affected by plasma generated on the work surface during laser processing. Done.
【0072】このレーザ加工装置10は、接触式加工面
倣いローラ手段35が弾性保持手段14のばね力を受
け、ワークWの加工面を押えながらレーザ加工を行なう
ことができ、ワークW間のギャップを狭くしたり、なく
すことができるので、品質のよいレーザ加工を行なうこ
とができる。その際、レーザ加工装置10には接触式加
工面倣いローラ手段35が備えられ、ワーク加工面を接
触式倣いローラ44,45が滑かに倣いながらレーザ加
工が行なわれる。したがって、レーザ加工装置10を二
次元平面加工機や三次元立体加工機あるいはロボットの
アーム先端に取り付けることにより、二次元あるいは三
次元の加工(切断や溶接)を行なうことができ、容易に
安定したレーザ加工を行なうことができる。In this laser processing apparatus 10, the contact type processing surface copying roller means 35 receives the spring force of the elastic holding means 14 and can perform the laser processing while pressing the processing surface of the work W, and the gap between the works W is increased. Since it can be narrowed or eliminated, high quality laser processing can be performed. At that time, the laser processing apparatus 10 is provided with the contact type processing surface copying roller means 35, and the laser processing is performed while the contact type copying rollers 44 and 45 smoothly follow the workpiece processing surface. Therefore, two-dimensional or three-dimensional processing (cutting or welding) can be performed by attaching the laser processing apparatus 10 to the arm tip of a two-dimensional plane processing machine, a three-dimensional three-dimensional processing machine, or a robot, and it is easy and stable. Laser processing can be performed.
【0073】また、レーザ加工装置10は弾性保持手段
14のスプリング28によりワークWの加工面に圧力を
加えながら倣い加工するため、接触式倣いローラ手段4
3がワークWから外れた場合、下部ユニット13の接触
式ワーク倣い機構が飛び出す可能性があるが、このレー
ザ加工装置10では接触式ワーク倣い機構12が所望の
距離(ストローク)だけしか倣わないように抜止めスト
ッパ29が設けられている。これにより、接触式ワーク
倣い機構(下部ユニット)12がワークWから外れて
も、ワークW等に機械的損傷を与えたり、ワーク倣い機
構12自体が損傷するのを有効的に防止できる。Further, since the laser processing apparatus 10 performs the copying process while applying the pressure to the processed surface of the work W by the spring 28 of the elastic holding means 14, the contact type copying roller means 4 is used.
When 3 is disengaged from the work W, the contact type work copying mechanism of the lower unit 13 may pop out, but in this laser processing apparatus 10, the contact type work copying mechanism 12 makes only a desired distance (stroke). Thus, the stopper 29 is provided. Accordingly, even if the contact type work copying mechanism (lower unit) 12 comes off from the work W, it is possible to effectively prevent mechanical damage to the work W or the like, or damage to the work copying mechanism 12 itself.
【0074】さらに、接触式ワーク倣い機構12がワー
クWから外れる異常時に、レーザ加工機を直ちにストッ
プさせることが困難である。このため、接触式ワーク倣
い機構12の上部ユニット11に対する相対的な変位量
(変化量)をハイトセンサ等の距離センサ30で常時計
測し、突然の変化に対応できるようになっている。Further, it is difficult to immediately stop the laser processing machine when the contact type work copying mechanism 12 is out of alignment with the work W. Therefore, the relative displacement amount (change amount) of the contact type work copying mechanism 12 with respect to the upper unit 11 is constantly measured by the distance sensor 30 such as a height sensor so that it can cope with a sudden change.
【0075】距離センサ30は上部ユニット12に設け
られ、この距離センサ30で弾性保持手段14のスプリ
ング28の伸縮変化を直接計測している。スプリング2
8が突然変化したり、短時間で抜止めストッパ29の長
さまで変化した場合には、スプリング28の伸縮変化量
を制御ボックス32でモニタしたり、演算処理し、アラ
ームとして出力したり、加工機コントローラ33に、そ
の時点でレーザ加工機の稼動停止を指示する機構を取り
付け、加工機に損傷を与えることなく、レーザ加工を停
止できるようになっている。The distance sensor 30 is provided in the upper unit 12, and the distance sensor 30 directly measures the expansion / contraction change of the spring 28 of the elastic holding means 14. Spring 2
When 8 changes suddenly or changes to the length of the stopper 29 in a short time, the expansion / contraction change amount of the spring 28 is monitored by the control box 32, arithmetic processing is performed, and output as an alarm. A mechanism for instructing the operation stop of the laser processing machine at that time is attached to the controller 33 so that the laser processing can be stopped without damaging the processing machine.
【0076】[第2の実施形態]図3は本発明に係るレ
ーザ加工装置の第2実施形態を示す概念図である。[Second Embodiment] FIG. 3 is a conceptual diagram showing a second embodiment of the laser processing apparatus according to the present invention.
【0077】この実施形態に示されたレーザ加工装置1
0は3軸制御加工機に適用され、二次元平面レーザ加工
機(3軸制御レーザ加工機)60を構成したものである
が、レーザ加工装置10の構成は図1に示されたものと
異ならないので説明を省略する。Laser processing apparatus 1 shown in this embodiment
0 is applied to a three-axis control processing machine and constitutes a two-dimensional plane laser processing machine (three-axis control laser processing machine) 60, but the configuration of the laser processing apparatus 10 is different from that shown in FIG. Therefore, the description will be omitted.
【0078】図3に示された3軸制御レーザ加工機60
は、レーザ発振器15から発振(出力)されたレーザ光
Lを数枚の反射ミラー61a,61b,61cを組み合
せた光走査光学系16で反射伝送(走査)され、光走査
光学系16の最終端側に図1に示されたレーザ加工装置
10を搭載したものである。光走査光学系16はレーザ
発振器15から出力されたレーザ光をX,Y,Z軸方向
に走査してレーザ加工装置10を平面(2次元)走査で
きるようになっている。このレーザ加工装置10の平面
走査によりワークWをレーザ光Lを用いて切断あるいは
溶接し、二次元(平面)加工が行なわれる。Three-axis control laser processing machine 60 shown in FIG.
Is reflected and transmitted (scanned) by the optical scanning optical system 16 that is a combination of several reflection mirrors 61a, 61b, and 61c, and the laser light L oscillated (output) from the laser oscillator 15 is transmitted to the final end of the optical scanning optical system 16. The laser processing apparatus 10 shown in FIG. 1 is mounted on the side. The optical scanning optical system 16 can scan the laser beam output from the laser oscillator 15 in the X-, Y-, and Z-axis directions to scan the laser processing apparatus 10 in a plane (two-dimensional). Two-dimensional (plane) processing is performed by cutting or welding the work W using the laser light L by the plane scanning of the laser processing apparatus 10.
【0079】図4(A)および(B)は、図1に示され
たレーザ加工装置10を二次元平面レーザ加工機60に
搭載して2枚の薄板製ワークWを溶接した例を示す。FIGS. 4A and 4B show an example in which the laser processing apparatus 10 shown in FIG. 1 is mounted on a two-dimensional plane laser processing machine 60 and two thin plate works W are welded.
【0080】ワークWとしてプレス成形された例えば2
枚の矩形の薄板を用意し、これら薄板ワークWをレーザ
加工装置10で例えば矩形に溶接した例である。レーザ
加工装置10は弾性保持手段14のばね力で接触式倣い
ローラ手段43がワークWを押え付け、2枚の薄板ワー
クW間のギャップGを無くしながら溶接作業が施され
る。For example, 2 pieces press-molded as the work W
This is an example in which a plurality of rectangular thin plates are prepared, and these thin plate works W are welded in a rectangular shape by the laser processing device 10. In the laser processing apparatus 10, the contact type copying roller means 43 presses the work W by the spring force of the elastic holding means 14, and welding work is performed while eliminating the gap G between the two thin plate works W.
【0081】その際、溶接線WLは図4(A)に示すよ
うに矩形状をなし、この溶接線WLは4箇所のコーナ部
を有する。接触式倣いローラ手段43の前輪2個の接触
式倣いローラ44,44はコーナ部で独自に旋回し、前
輪の倣いローラ44,44の旋回に伴って後輪の2個の
接触式倣いローラ45,45は溶接線WLを跨ぎながら
回転して溶接が行なわれる。このとき、後輪の左右2個
の接触式倣いローラ45,45は溶接線WLを踏むのを
有効的に防止できるようになっている。At this time, the welding line WL has a rectangular shape as shown in FIG. 4A, and the welding line WL has four corner portions. The front two contact-type copying rollers 44, 44 of the contact-type copying roller means 43 independently rotate at the corners, and the two contact-type copying rollers 45 of the rear wheels are accompanied by the rotation of the front-side copying rollers 44, 44. , 45 rotate while straddling the welding line WL to perform welding. At this time, the left and right two contact-type copying rollers 45, 45 of the rear wheel can effectively prevent the stepping of the welding line WL.
【0082】また、二次元平面レーザ加工機60に同じ
加工プログラムを採用し、溶接幅分、例えば1mm程度の
加工点オフセットをレーザ加工装置10に付与して切断
した例を図4(C)に示す。図4(C)はレーザ加工装
置10による溶接後、溶接線WLをオフセットさせて切
断した例を示すもので、溶接後、不要箇所のワークWの
トリミングを高性能に精度よく行なうことができる。An example in which the same machining program is adopted for the two-dimensional plane laser beam machine 60, and a laser beam is applied to the laser beam machine 10 with a machining point offset corresponding to the welding width, for example, about 1 mm, is shown in FIG. 4C. Show. FIG. 4C shows an example in which the welding line WL is offset and cut after welding by the laser processing apparatus 10. After the welding, the work W at the unnecessary portion can be trimmed with high performance and accuracy.
【0083】図4(A),(B),(C)に示されたも
のは、レーザ加工装置10で、例えば0.5mmの板厚の
薄板状ワークWを2枚重ね溶接し、溶接後レーザ加工ヘ
ッド11を溶接線WLの幅分オフセットさせて切断した
例を示したが、3枚以上の薄状ワークWを重ね溶接し、
重ね切断させることもできる。厚板のワークWを重ねて
レーザ加工する場合には、弾性保持手段14のばね力を
調整する必要がある。4 (A), (B), and (C) show a laser processing apparatus 10 in which, for example, two thin plate-like works W having a plate thickness of 0.5 mm are lap-welded and after welding. An example was shown in which the laser processing head 11 was offset and cut by the width of the welding line WL, but three or more thin workpieces W were lap welded,
It can also be cut in layers. When the thick plate workpieces W are stacked and laser-processed, it is necessary to adjust the spring force of the elastic holding means 14.
【0084】ただ、レーザ加工機60が6kW程度のレー
ザ出力では、溶接できる板厚はトータルで6mm程度とな
り、例えば3mmの板厚のワークWを2枚重ね合せ溶接す
ることができるが、この程度の板厚では弾性保持手段1
4のスプリングのばね力を変更させなくてもレーザ加工
が可能となる。However, with a laser output of about 6 kW from the laser processing machine 60, the total plate thickness that can be welded is about 6 mm, and for example, two workpieces W having a plate thickness of 3 mm can be welded by superposition. Elastic holding means 1
Laser processing is possible without changing the spring force of the spring No. 4.
【0085】[第3の実施形態]図5は本発明に係るレ
ーザ加工装置の第3実施形態を示す概念図である。[Third Embodiment] FIG. 5 is a conceptual view showing a third embodiment of the laser processing apparatus according to the present invention.
【0086】この実施形態に示されたレーザ加工装置1
0は、6軸以上制御加工機に適用され、三次元立体レー
ザ加工機(6軸以上制御レーザ加工機)63を構成した
ものである。レーザ加工装置10の構成は図1に示され
たものと異ならないので同一符号を付して説明を省略す
る。Laser processing apparatus 1 shown in this embodiment
0 is applied to a control processing machine having 6 or more axes, and constitutes a three-dimensional stereoscopic laser processing machine (control laser processing machine having 6 or more axes) 63. Since the configuration of the laser processing apparatus 10 is not different from that shown in FIG. 1, the same reference numerals are given and description thereof is omitted.
【0087】図5に示された6軸以上制御レーザ加工機
63は、ワークWの三次元形状の加工ができる装置であ
り、図3に示された3軸制御加工機60にα軸およびβ
軸を追加し、三次元の立体加工を行ない得るようにした
ものである。このレーザ加工機63は図3に示された3
軸制御加工機60にさらに反射ミラー64a,64bを
組み合せた走査光学系65を追設し、三次元(立体)加
工を行ない得るようにレーザ加工光学系を組み立てたも
のである。The 6-axis or more control laser processing machine 63 shown in FIG. 5 is an apparatus capable of processing the three-dimensional shape of the work W. The 3-axis control processing machine 60 shown in FIG.
The axis is added to enable three-dimensional processing. This laser processing machine 63 has the structure shown in FIG.
A scanning optical system 65 in which reflection mirrors 64a and 64b are combined is additionally provided on the axis control processing machine 60, and a laser processing optical system is assembled so that three-dimensional (three-dimensional) processing can be performed.
【0088】この6軸以上制御レーザ加工機63は、レ
ーザ加工光学系の先端側にレーザ加工装置10を備え、
このレーザ加工装置10をワークWに対して三次元(立
体)移動可能に支持される。このレーザ加工装置10で
ワークWをレーザ光を用いて立体加工するものである。This 6-axis or more control laser processing machine 63 is provided with the laser processing device 10 at the tip side of the laser processing optical system.
The laser processing apparatus 10 is supported so as to be movable three-dimensionally (three-dimensionally) with respect to the work W. With this laser processing apparatus 10, the work W is three-dimensionally processed using laser light.
【0089】このように、レーザ加工装置は、二次元平
面加工機、三次元立体加工機またはロボットのアームに
容易に取り付けることができ、レーザ加工装置をこれら
の加工機に取り付けてレーザ加工することで、ワークを
二次元平面加工したり、三次元立体加工をすることがで
き、ワークの切断や溶接等の加工が可能となる。As described above, the laser processing apparatus can be easily attached to the two-dimensional plane processing machine, the three-dimensional three-dimensional processing machine, or the arm of the robot, and the laser processing apparatus can be attached to these processing machines for laser processing. Thus, the work can be processed into a two-dimensional plane or a three-dimensional work, and the work can be cut or welded.
【0090】[第4の実施形態]図6(A)および
(B)は本発明に係るレーザ加工装置の第4実施形態を
示すもので、接触式加工面倣いノズル手段の応用例を示
すものである。[Fourth Embodiment] FIGS. 6 (A) and 6 (B) show a fourth embodiment of the laser processing apparatus according to the present invention, showing an application example of the contact type processing surface copying nozzle means. Is.
【0091】この第4実施形態に示されたレーザ加工装
置10Aは、下部ユニットに組み込まれる接触式加工面
倣いノズル手段67に、ワークWに直接接触し、転動す
る接触式倣いボール手段68を備えたものである。この
倣いボール手段68は、レーザ加工ノズル69の先端部
であってノズル口70の周りに3個以上、例えば4個の
球としてのボールベアリング71が備えられ、各ボール
ベアリング71がワークW表面を転動して倣いながら押
圧し、レーザ加工を行なうものである。In the laser processing apparatus 10A shown in the fourth embodiment, the contact-type processing surface copying nozzle means 67 incorporated in the lower unit is provided with the contact-type copying ball means 68 which is brought into direct contact with the workpiece W and rolling. Be prepared. The copying ball means 68 is provided with three or more, for example, four ball bearings 71 as spheres around the nozzle opening 70 at the tip of the laser processing nozzle 69, and each ball bearing 71 covers the surface of the work W. Laser processing is performed by rolling and pressing while copying.
【0092】接触式加工面倣いノズル手段67以外の構
成は図1に示されたレーザ加工装置10と異ならないの
で、図示ならびに説明を省略する。Since the configuration other than the contact type machining surface copying nozzle means 67 is the same as that of the laser machining apparatus 10 shown in FIG. 1, its illustration and description are omitted.
【0093】図6(A)および(B)に示されたレーザ
加工装置10Aでは、被加工物あるいは試料等のワーク
Wの加工面をボーヘルベアリング71が転動し、倣いな
がら、ボールベアリング71で囲まれたノズル口70か
らレーザ光Lを照射し、レーザ加工を行なう。この場
合、レーザ光による切断線や溶接線を加工進行方向の後
方の左右のボールベアリング71が跨ぎ、後方のボール
ベアリング71が切断線や溶接線の加工線を踏むことが
ないように調整される。接触式倣いボール手段68がワ
ークWの加工面を押圧し、転がりながら、ワーク加工面
の高さ倣いを行ない、ワークWを精度よく精密に切断あ
るいは溶接することができる。In the laser processing apparatus 10A shown in FIGS. 6A and 6B, the bohher bearing 71 rolls on the processing surface of the workpiece W such as the workpiece or the sample, and the ball bearing 71 is copied. A laser beam L is emitted from a nozzle opening 70 surrounded by, and laser processing is performed. In this case, the cutting line and the welding line by the laser light are adjusted so that the left and right ball bearings 71 in the rear of the working direction do not straddle and the rear ball bearing 71 does not step on the working line of the cutting line or the welding line. . The contact-type copying ball means 68 presses the processing surface of the work W and rolls the surface of the work while copying the height of the work W, so that the work W can be cut or welded accurately and precisely.
【0094】[第5の実施形態]図7は本発明に係るレ
ーザ加工装置の第5実施形態を示す概念図である。[Fifth Embodiment] FIG. 7 is a conceptual view showing a fifth embodiment of the laser processing apparatus according to the present invention.
【0095】この実施形態に示されたYAGレーザ等の
高出力レーザ発振器73から発振されたレーザ光Lを光
ファイバー74によりレーザ加工装置10に案内された
例を示す。レーザ発振器73から出力されたレーザ光L
は光ファイバー74で伝送され、ファイバカップリング
75を介してレーザ加工装置10内に案内される。An example is shown in which the laser beam L oscillated from the high-power laser oscillator 73 such as the YAG laser shown in this embodiment is guided to the laser processing apparatus 10 by the optical fiber 74. Laser light L output from the laser oscillator 73
Is transmitted by the optical fiber 74 and guided into the laser processing apparatus 10 via the fiber coupling 75.
【0096】レーザ加工装置10は上部ユニット12に
平行光を作るコリメータ光学系76を構成するコリメー
タレンズ77が、下部ユニット13に集光光学系37の
集光レンズ38が組み込まれ、レーザ加工光学系17を
構成している。このような構成を採用すると、レーザ加
工装置10を3軸制御加工機や6軸以上制御加工機の先
端部またはロボットのアームに搭載することができ、レ
ーザ加工装置10を加工機等に搭載してもレーザ発振器
73は別置きタイプとすることもできる。In the laser processing apparatus 10, a collimator lens 77 forming a collimator optical system 76 for producing parallel light is incorporated in the upper unit 12, and a condenser lens 38 of a condenser optical system 37 is incorporated in the lower unit 13, and the laser processing optical system is incorporated. Make up 17. By adopting such a configuration, the laser processing apparatus 10 can be mounted on the tip of a 3-axis control processing machine or a 6-axis or more control processing machine or the arm of a robot, and the laser processing apparatus 10 can be mounted on a processing machine or the like. However, the laser oscillator 73 can also be a separate type.
【0097】なお、本発明の実施形態では、レーザ加工
光学系に組み込まれる集光光学系に集光レンズを採用し
た例を示したが、集光光学系は集光レンズに代えて種々
の構成が考えられる。例えば集光ミラーであってもよ
い。In the embodiment of the present invention, an example in which a condenser lens is used in the condenser optical system incorporated in the laser processing optical system has been shown. However, the condenser optical system is replaced with a condenser lens and various configurations are adopted. Can be considered. For example, it may be a collecting mirror.
【0098】また、一実施形態では、レーザ加工装置の
下部ユニットに集光光学系の集光レンズを内蔵させた例
を示したが、下部ユニット内にコリメータ光学系、例え
ばコリメータレンズと集光光学系とを内蔵させてもよ
い。すなわち、下部ユニット内にレーザ加工光学系を内
蔵させてもよい。Further, in the embodiment, the example in which the condenser lens of the condenser optical system is built in the lower unit of the laser processing apparatus has been shown. However, a collimator optical system, for example, a collimator lens and a condenser optical system is provided in the lower unit. The system may be incorporated. That is, the laser processing optical system may be incorporated in the lower unit.
【0099】[0099]
【発明の効果】以上に述べたように、本発明に係るレー
ザ加工装置においては、レーザ加工ヘッドに固定ユニッ
トと接触式ワーク倣い機構を構成する可動ユニットとを
備え、可動ユニットを弾性保持手段で弾力的に保持した
から、レーザ加工時には、可動ユニットを弾性保持手段
でワーク加工面に押圧させつつ倣い加工することがで
き、しかも可動ユニット内に集光光学系が内蔵されて一
体化され、集光光学系からワーク加工位置までの距離を
常時一定に保ち、集光光学系の集光位置にワーク加工位
置が来るようにセットされたので、レーザ光によりワー
クを精密に精度よく切断したり、溶接したり等のレーザ
加工を施すことができる。As described above, in the laser processing apparatus according to the present invention, the laser processing head is provided with the fixed unit and the movable unit constituting the contact type work copying mechanism, and the movable unit is the elastic holding means. Since it is held elastically, during laser processing, the movable unit can be profiled while being pressed against the work surface by the elastic holding means, and the condensing optical system is built in and integrated in the movable unit. Since the distance from the optical optics to the work processing position is always kept constant and the work processing position is set to the condensing position of the condensing optical system, the work can be cut accurately and accurately by laser light, Laser processing such as welding can be performed.
【0100】また、レーザ加工ヘッドの可動ユニットは
弾性保持手段で弾力的に保持され、しかも可動ユニット
は先端に接触式加工面倣いノズル手段が備えられるので
ワーク加工面の凹凸や傾きを直接倣い、かつ加工中に発
生するプラズマの影響を受けずにレーザ加工が行なわれ
る。Further, the movable unit of the laser processing head is elastically held by the elastic holding means, and further, since the movable unit is provided with the contact type processing surface copying nozzle means at the tip, it directly follows the unevenness or inclination of the work processing surface, In addition, laser processing is performed without being affected by plasma generated during processing.
【0101】さらに、レーザ加工装置は弾性保持手段で
保持された接触式ワーク倣い機構により、接触式加工面
倣いノズル手段がワークを押えながら倣い加工が行なえ
るため、ワーク間のギャップを狭くすることが可能とな
り、品質の良い加工を行なうことができる。レーザ加工
ヘッドに備えられた弾性保持手段と接触式ワーク倣い機
構とによりワークを押えながら倣い加工するので、ワー
クが薄板状であるとき、ワーク間のギャップや凹凸を押
えることが可能となり、良好な重ね溶接あるいは重ね切
断が可能となり、さらに溶接後の切断もスムーズにかつ
高性能に行なうことができる。Further, in the laser processing apparatus, since the contact type work copying mechanism held by the elastic holding means can perform the copy processing while the contact type processing surface copying nozzle means holds the work, the gap between the works should be narrowed. Therefore, high quality processing can be performed. The elastic holding means and the contact-type work copying mechanism provided in the laser processing head perform copying while pressing the workpieces, so when the workpieces are thin plates, it is possible to suppress gaps and irregularities between the workpieces, which is excellent. Overlap welding or overcutting is possible, and cutting after welding can be performed smoothly and with high performance.
【0102】一方、このレーザ加工装置は、可動ユニッ
トの光学トーチに集光光学系と接触式接触面倣いノズル
手段が一体的に組み付けられ、それらの取付間隔が常時
一定に調節保持されるので、レーザ加工による切断条件
や溶接条件等の加工条件が常に一定に保持され、安定し
たレーザ加工が行なわれる。On the other hand, in this laser processing apparatus, the condensing optical system and the contact type contact surface copying nozzle means are integrally assembled to the optical torch of the movable unit, and the mounting intervals between them are constantly adjusted and maintained. Processing conditions such as cutting conditions and welding conditions by laser processing are always kept constant, and stable laser processing is performed.
【0103】また、可動ユニットを構成する接触式ワー
ク倣い機構は、ワーク表面を倣いながら、弾性保持手段
によりワークに圧力を加えて加工するため、ワークが薄
板状であるとき、重ね合されたワーク間のギャップや熱
歪みによる変形を押え込んでレーザ加工が行なわれ、精
度の良い良好なレーザ加工が行なわれる。また、接触式
ワーク倣い機構がワークから外れても、抜止めストッパ
により飛出しを防止でき、倣いストロークを所要値以下
に設定できるので、接触式ワーク倣い機構に損傷やダメ
ージを与えるのを有効的に防止できる。Further, since the contact type work copying mechanism which constitutes the movable unit works by applying pressure to the work by the elastic holding means while copying the work surface, when the works are thin plates, the stacked works Laser processing is performed by suppressing the gap between them and deformation due to thermal strain, and good and accurate laser processing is performed. Also, even if the contact type work copying mechanism comes off the work, the stopper can prevent it from popping out, and the copying stroke can be set to the required value or less, so it is effective to damage or damage the contact type work copying mechanism. Can be prevented.
【0104】さらに、弾性保持手段の変位量は変位量計
測センサで測定され、この変位量をモニタすることがで
きる一方、変位量が所要の管理幅を超えるとき、アラー
ムを出力したり、稼動停止を指示する手段を備えたの
で、加工機に損傷を与えることなく、安全に作動停止さ
せることができる。Further, the displacement amount of the elastic holding means is measured by the displacement amount measuring sensor, and this displacement amount can be monitored. On the other hand, when the displacement amount exceeds the required control range, an alarm is output or the operation is stopped. Since it is provided with a means for instructing, the operation can be safely stopped without damaging the processing machine.
【0105】他方、接触式ワーク倣い機構は、光学トー
チの先端部に球面軸受を介して接触式加工面倣い手段を
ワーク加工面の傾きに倣って傾斜自在に指示したので、
接触式加工面倣い手段をワークの加工面に沿って円滑か
つスムーズに倣わせることができる。On the other hand, in the contact type work copying mechanism, the contact type machining surface copying means is instructed to the tip portion of the optical torch via the spherical bearing so as to be freely inclined following the inclination of the work surface.
The contact type machining surface copying means can smoothly and smoothly follow the machining surface of the work.
【0106】また、接触式加工面倣い手段は、光学トー
チの先端部に球面軸受を介して支持されたレーザ加工ノ
ズルと、この加工ノズルに設けられた接触式倣いローラ
手段あるいは接触式倣いボール手段を備えたので、接触
式ワーク倣い機構は、ワークの加工面に沿ってどの方向
にも自由に倣わせることができる。The contact-type machined surface copying means is a laser-machined nozzle supported at the tip of the optical torch via a spherical bearing, and a contact-type copying roller means or a contact-type copying ball means provided on the processing nozzle. Since the contact-type work copying mechanism is provided with, it is possible to freely follow any direction along the work surface of the work.
【0107】さらに、接触式倣いローラ手段や接触式倣
いボール手段は、加工方向後方の接触式倣いローラやボ
ールベアリングが溶接線、切断線等の加工線を跨いで両
側に位置し、加工線を踏んだり、接触するのを有効的に
防止したので、溶接線の凹凸や切断線の凹部の影響を受
けずに高さ倣い加工を行なうことができ、精密で精度の
高いレーザ加工を安定的に行なうことができる。Further, in the contact-type copying roller means and the contact-type copying ball means, the contact-type copying roller and the ball bearing at the rear of the processing direction are located on both sides across the processing line such as the welding line and the cutting line, and the processing line is Since stepping and contact are effectively prevented, it is possible to perform height copying without being affected by the unevenness of the welding line or the recesses of the cutting line, and stable and precise and accurate laser processing is possible. Can be done.
【図1】本発明に係るレーザ加工装置の実施形態を示す
縦断面図。FIG. 1 is a vertical sectional view showing an embodiment of a laser processing apparatus according to the present invention.
【図2】(A)は図1のレーザ加工装置に組み込まれる
接触式倣いローラ手段を下方から見た図、(B)は接触
式倣いローラ手段の各倣いローラの動きを説明した図。2A is a view of a contact-type copying roller unit incorporated in the laser processing apparatus of FIG. 1 as viewed from below, and FIG. 2B is a diagram illustrating the movement of each copying roller of the contact-type copying roller unit.
【図3】本発明に係るレーザ加工装置を搭載した3軸制
御レーザ加工機(二次元平面レーザ加工機)を原理的に
示す概念図。FIG. 3 is a conceptual diagram showing in principle a three-axis control laser processing machine (two-dimensional plane laser processing machine) equipped with a laser processing apparatus according to the present invention.
【図4】(A)および(B)は二次元平面加工機に本発
明に係るレーザ加工装置を搭載して薄板状ワークを溶接
した例を示す図、(C)は薄板状ワーク溶接後の切断例
を示す図。4A and 4B are views showing an example in which a laser processing apparatus according to the present invention is mounted on a two-dimensional plane processing machine and a thin plate-shaped work is welded, and FIG. 4C is a view after welding the thin plate-shaped work. The figure which shows a cutting example.
【図5】本発明に係るレーザ加工装置を搭載した三次元
立体レーザ加工機を原理的に示す概念図。FIG. 5 is a conceptual diagram showing a principle of a three-dimensional stereoscopic laser processing machine equipped with a laser processing apparatus according to the present invention.
【図6】(A)は本発明に係るレーザ加工装置に組み込
まれる下部ユニットの接触式加工面倣いノズル手段を示
す図、(B)は接触式加工面倣いノズル手段を下方から
見た図。FIG. 6A is a diagram showing a contact-type machined surface copying nozzle means of a lower unit incorporated in the laser machining apparatus according to the present invention, and FIG. 6B is a view of the contact-type machined surface copying nozzle means seen from below.
【図7】本発明に係るレーザ加工装置をYAGレーザ加
工機に適用した例を示す図。FIG. 7 is a diagram showing an example in which the laser processing apparatus according to the present invention is applied to a YAG laser processing machine.
10 レーザ加工装置
11 レーザ加工ヘッド
12 上部ユニット(固定ユニット)
13 下部ユニット(可動ユニット,接触式ワーク倣い
機構)
14 弾性保持手段
15 レーザ発振器
16 光走査光学系
17 レーザ加工光学系
18 ユニット筒
20 ユニットサポート
22 光学トーチ
23 スライダ筒
24 シリンダ部
25 スラスト軸受
26 外周フランジ
27 スラスト軸
28 スプリング
29 抜止めストッパ
30 距離センサ(変位量計測センサ)
31 基準面
32 制御ボックス
33 加工機コントローラ
35 接触式加工面倣いノズル手段
36 レンズホルダ
37 集光光学系
38 集光レンズ
40 レーザ加工ノズル
41 球面軸受
43 接触式倣いローラ手段
44 前方接触式倣いローラ
45 後方接触式倣いローラ
46 回転サポート
47 方向変換機構
50 調整ホルダ
51 ノズル口
52 ガスチャンバ
53 ガス供給口
54 加工テーブル
55 ボールベアリング
60 二次元平面レーザ加工機(3軸制御レーザ加工
機)
61a,61b,61c 反射ミラー
63 三次元立体レーザ加工機
64a,64b 反射ミラー
65 走査光学系
67 接触式加工面倣いノズル手段
68 接触式倣いボール手段
69 レーザ加工ノズル
70 ノズル口
71 ボールベアリング(球)
73 高出力レーザ発振器
74 光ファイバ
75 ファイバカップリング
76 コリメータ光学系
77 コリメータレンズ10 Laser Processing Device 11 Laser Processing Head 12 Upper Unit (Fixed Unit) 13 Lower Unit (Movable Unit, Contact Type Work Copy Mechanism) 14 Elastic Holding Means 15 Laser Oscillator 16 Optical Scanning Optical System 17 Laser Processing Optical System 18 Unit Cylinder 20 Unit Support 22 Optical torch 23 Slider tube 24 Cylinder part 25 Thrust bearing 26 Outer peripheral flange 27 Thrust shaft 28 Spring 29 Stopper stopper 30 Distance sensor (displacement amount measurement sensor) 31 Reference surface 32 Control box 33 Machining machine controller 35 Contact type machining surface copying Nozzle unit 36 Lens holder 37 Condensing optical system 38 Condensing lens 40 Laser processing nozzle 41 Spherical bearing 43 Contact type copying roller unit 44 Front contact type copying roller 45 Rear contact type copying roller 46 Rotation support 47 Direction changing mechanism 50 Adjustment holder 51 Nozzle port 52 Gas chamber 53 Gas supply port 54 Processing table 55 Ball bearing 60 Two-dimensional plane laser processing machine (three-axis control laser processing machine) 61a, 61b, 61c Reflecting mirror 63 Three-dimensional stereoscopic laser processing machine 64a, 64b Reflecting mirror 65 Scanning optical system 67 Contact type processing surface copying nozzle means 68 Contact type copying ball means 69 Laser processing nozzle 70 Nozzle opening 71 Ball bearing (ball) 73 High power laser oscillator 74 Optical fiber 75 Fiber coupling 76 Collimator optical system 77 Collimator lens
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 河野 渉 東京都府中市東芝町1番地 株式会社東芝 府中工場内 Fターム(参考) 4E068 CA10 CA12 CA18 CC06 CD15 CH02 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor Wataru Kono No. 1 Toshiba-cho, Fuchu-shi, Tokyo Toshiba Corporation Fuchu Factory F-term (reference) 4E068 CA10 CA12 CA18 CC06 CD15 CH02
Claims (13)
集光して照射し、ワークの切断や溶接等の加工を行なう
レーザ加工光学系を形成し、このレーザ加工光学系をレ
ーザ加工ヘッドに備えたレーザ加工装置において、上記
レーザ加工ヘッドはレーザ発振器からのレーザ光が案内
される固定ユニットと、この固定ユニットに設けられ、
上記レーザ光を集光させる集光光学系を内蔵した可動ユ
ニットと、上記固定ユニットと可動ユニットの間に設け
られ、可動ユニットを弾力的に保持する弾性保持手段と
を備え、上記可動ユニットは弾性保持手段によりワーク
加工面の凹凸に追従する接触式ワーク倣い機構を構成
し、このワーク倣い機構により集光光学系からワーク加
工位置までの距離を常時略一定に保持したことを特徴と
するレーザ加工装置。1. A laser processing optical system for converging and irradiating a laser beam output from a laser oscillator to perform processing such as cutting and welding of a work, and the laser processing optical system is provided in a laser processing head. In the laser processing apparatus, the laser processing head is provided in the fixed unit, which is guided by the laser beam from the laser oscillator,
The movable unit is provided with a movable unit having a built-in condensing optical system for condensing the laser light, and elastic holding means provided between the fixed unit and the movable unit for elastically holding the movable unit. A laser machining method characterized in that a holding means constitutes a contact-type workpiece copying mechanism that follows unevenness of the workpiece processing surface, and the distance from the condensing optical system to the workpiece processing position is always kept substantially constant by this workpiece copying mechanism. apparatus.
ットに備えられ、レーザ光を集光させる集光光学系を内
蔵した光学トーチと、この光学トーチの先端部に設けら
れた接触式加工面倣いノズル手段とを有し、上記接触式
加工面倣いノズル手段は、弾性保持手段によりワーク加
工面を押圧し、ワーク加工面の凹凸に追従可能に構成し
た請求項1に記載のレーザ加工装置。2. The contact type workpiece copying mechanism is provided in a movable unit, has an optical torch having a condensing optical system for condensing a laser beam, and a contact type machining surface provided at the tip of the optical torch. 2. The laser processing apparatus according to claim 1, further comprising a copying nozzle means, wherein the contact type processing surface copying nozzle means is configured to press the work processing surface by an elastic holding means and follow the irregularities of the work processing surface.
学トーチの先端部に球面軸受によりレーザ光光軸に対し
傾斜可能に保持され、ワーク加工面の凹凸に追従可能に
構成した請求項2に記載のレーザ加工装置。3. The contact-type machined surface copying nozzle means is held at the tip of the optical torch by a spherical bearing so as to be tiltable with respect to the optical axis of the laser beam, and capable of following irregularities on the machined surface of the workpiece. The laser processing apparatus described in.
加工面倣いノズル手段を一体的に組み付けて構成され、
上記集光光学系と接触式加工面倣いノズル手段との間隔
を常に一定に保持した請求項2または3に記載のレーザ
加工装置。4. The optical torch is configured by integrally assembling a condensing optical system and a contact type processing surface copying nozzle means,
4. The laser processing apparatus according to claim 2, wherein the distance between the condensing optical system and the contact type processing surface copying nozzle means is always kept constant.
光光学系からのレーザ光を出射させるレーザ加工ノズル
と、このレーザ加工ノズルを光学トーチの先端部に支持
させる球面軸受と、上記レーザ加工ノズルにノズル軸線
廻りに旋回自在に支持された接触式倣いローラ手段とを
有し、接触式倣いローラ手段は進行方向を変換可能な方
向変換機構を備えた請求項2または3に記載のレーザ加
工装置。5. The contact-type machined surface copying nozzle means includes a laser machined nozzle that emits laser light from a condensing optical system, a spherical bearing that supports the laser machined nozzle on the tip of an optical torch, and the laser. The laser according to claim 2 or 3, further comprising a contact-type copying roller means supported by the processing nozzle so as to be rotatable about the nozzle axis, and the contact-type copying roller means is provided with a direction changing mechanism capable of changing a traveling direction. Processing equipment.
前方の接触式倣いローラと後方の接触式倣いローラとを
備え、上記前方接触式倣いローラは方向変換機構で保持
され、転動キャスタ型に構成された請求項5に記載のレ
ーザ加工装置。6. The contact-type copying roller means includes a contact-type copying roller which is forward in the traveling direction and a contact-type copying roller which is rearward, and the front contact-type copying roller is held by a direction changing mechanism, and is a rolling caster type roller. The laser processing apparatus according to claim 5, wherein the laser processing apparatus is configured as described above.
光光学系からのレーザ光を出射させるレーザ加工ノズル
と、このレーザ加工ノズルの先端部に装着された接触式
倣いボール手段とを備え、この倣いボール手段は、ノズ
ル口の周辺に少なくとも3個のボールベアリングをワー
クに転動自在に設けた請求項2または3に記載のレーザ
加工装置。7. The contact-type machined surface copying nozzle means comprises a laser-machining nozzle for emitting a laser beam from a focusing optical system, and a contact-type copying ball means mounted on the tip of the laser-machining nozzle. 4. The laser processing apparatus according to claim 2, wherein the copying ball means is provided with at least three ball bearings around a nozzle opening so as to be rollable on a work.
工用ガスの吹出しとレーザ光の出射とを共有するノズル
口を備えたレーザ加工ノズルを有し、このレーザ加工ノ
ズルと接触式倣いローラ手段あるいは接触式倣いボール
手段とを一体化構造に構成した請求項5または7に記載
のレーザ加工装置。8. The contact-type machined surface copying nozzle means has a laser-machined nozzle provided with a nozzle port that shares blowing of a processing gas and emission of laser light, and the laser-machined nozzle and the contact-type copying roller. 8. The laser processing apparatus according to claim 5, wherein the means or the contact-type copying ball means is formed as an integrated structure.
する接触式倣いローラ手段あるいは接触式倣いボール手
段はノズル口の周りにローラあるいはボールベアリング
を備え、加工進行方向後方のローラあるいはボールベア
リングは切断線、溶接線等の加工線を跨ぐように加工線
と非接触に配置された請求項8に記載のレーザ加工装
置。9. A contact-type copying roller means or a contact-type copying ball means constituting the contact-type processing surface copying nozzle means is provided with a roller or a ball bearing around a nozzle opening, and The laser processing apparatus according to claim 8, wherein the laser processing apparatus is arranged so as to be in non-contact with the processing line so as to straddle the processing line such as a cutting line and a welding line.
ドの固定ユニットと可動ユニットの光学トーチとの間に
複数設けられる一方、上記弾性保持手段には固定ユニッ
トから可動ユニットの抜け落ちを防止する抜止めストッ
パを備えた請求項1に記載のレーザ加工装置。10. A plurality of the elastic holding means are provided between a fixed unit of the laser processing head and an optical torch of the movable unit, while the elastic holding means prevents the movable unit from falling out of the fixed unit. The laser processing apparatus according to claim 1, further comprising a stopper.
ドの固定ユニットおよび光学トーチの一方に設けられた
スラスト軸受と、その他方に設けられ、スラスト軸受に
支持されたスラスト軸と、このスラスト軸に介装された
スプリングとを有し、上記スプリングの変位量をハイト
センサ等の変位量計測センサで検出可能に構成した請求
項1または11に記載のレーザ加工装置。11. The elastic holding means includes a thrust bearing provided on one of the fixing unit of the laser processing head and the optical torch, a thrust shaft provided on the other side of the thrust bearing supported by the thrust bearing, and the thrust shaft. The laser processing apparatus according to claim 1 or 11, wherein the laser processing apparatus has an interposed spring, and a displacement amount of the spring can be detected by a displacement amount measuring sensor such as a height sensor.
トおよび可動ユニットの一方に設けられてその他方に形
成された基準面からの距離を測定する一方、この変位量
計測センサからの検出測定信号を入力し、弾性保持手段
の変位量をモニタする制御ボックスを備え、この制御ボ
ックスは変位量が所要の管理幅から外れるとき、アラー
ムとして出力したり、稼働停止を支持する手段を備えた
請求項11に記載のレーザ加工装置。12. The displacement amount measuring sensor measures a distance from a reference plane formed on one of the fixed unit and the movable unit and formed on the other side, and detects a measurement signal from the displacement amount measuring sensor. 12. A control box for inputting and monitoring the displacement amount of the elastic holding means, wherein the control box is provided with means for outputting an alarm or supporting the operation stop when the displacement amount deviates from a required control width. The laser processing apparatus described in.
をレーザ加工ヘッドに案内し、案内されたレーザ光をレ
ーザ加工ヘッド内のレーザ加工光学系を通して被加工
物、試料等のワークに照射し、ワークをレーザ光により
切断したりあるいは溶接するレーザ加工を施す際、レー
ザ加工ユニットの接触式ワーク倣い機構を弾性保持手段
でワークに押圧接触させつつ、上記可動ユニットに備え
た接触式加工面倣いノズル手段をワークにワーク加工方
向に沿って倣わせ、しかも、可動ユニットに内蔵された
集光光学系からワーク加工位置までの距離を常に略一定
に保持してレーザ加工を行なうことを特徴とするレーザ
加工方法。13. A laser beam output from a laser oscillator is guided to a laser processing head, and the guided laser beam is applied to a workpiece such as a workpiece or a sample through a laser processing optical system in the laser processing head. When performing laser processing for cutting or welding with a laser beam, the contact type work copying mechanism of the laser processing unit is pressed against the work by the elastic holding means and the contact type processing surface copying nozzle means provided in the movable unit. Laser machining is characterized in that the workpiece is traced along the workpiece machining direction, and that the distance from the condensing optical system built into the movable unit to the workpiece machining position is always kept almost constant. Method.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10241802A JP2000061669A (en) | 1998-08-27 | 1998-08-27 | Laser processing apparatus and its processing method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10241802A JP2000061669A (en) | 1998-08-27 | 1998-08-27 | Laser processing apparatus and its processing method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000061669A true JP2000061669A (en) | 2000-02-29 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10241802A Pending JP2000061669A (en) | 1998-08-27 | 1998-08-27 | Laser processing apparatus and its processing method |
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| Country | Link |
|---|---|
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