JP2637524B2

JP2637524B2 - レーザ加工機の加工ヘッド

Info

Publication number: JP2637524B2
Application number: JP63320479A
Authority: JP
Inventors: 繁男内田; 敬吾古閑丸
Original assignee: Amada Co Ltd
Current assignee: Amada Co Ltd
Priority date: 1988-12-21
Filing date: 1988-12-21
Publication date: 1997-08-06
Anticipated expiration: 2012-08-06
Also published as: JPH02169195A

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明はレーザ加工機の加工ヘッドに関する。

（従来の技術）レーザ加工機によりワークに円状の穴をあけるために
は、レーザ光を噴射する加工ヘッドの一部を構成するノ
ズルを、ワークを支持するテーブルに対して相対的にＸ
軸、Ｙ軸方向へ適宜に移動させていた。しかし、これで
は精度よく円状の穴をあけることができないために、従
来のレーザ加工機の加工ヘッドは回転自在な回転部材に
ノズルを偏心させていた。そして、上記回転部材を回転
させることにより、ノズルを偏心量と等しい半径のもと
で公転させて、偏心量を半径とする円状の穴をあけてい
た。

（発明が解決しようとする課題）ところで、レーザ加工においてワークの加工部からは
熱によってプラズマガスが発生し、このプラズマガスは
レーザ光を吸収してしまう。そこでノズルからアシスト
ガスを噴射させてプラズマガスを吹き飛ばす必要があ
り、加工ヘッドにはアシストガス給供系を設けていた。

しかし、前述のごとき加工ヘッドは回転部材が回転
し、ノズルが公転するために、アシストガスの配管など
がノズルにからみついたりして、適切にアシストガスを
ノズルより噴射させることが困難となる場合があり、適
切なレーザ加工を行い得ないと共に作業能率が悪くなる
という問題点があった。

そこで、上記の問題点を解決するために、ノズルが公
転してもアシストガス配管系の配管等がノズルにからみ
つかないレーザ加工機の加工ヘッドを提供することを目
的とする。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）前述のごとき従来の問題点を解決するために、本発明
においてはレーザ加工機の加工ヘッドにおける筒状のハ
ウジング内に中空の回転部材を回転自在に設け、レーザ
光を集光する集光レンズを備えたノズルユニットを上記
回転部材にその回転中心に対して偏心して設けてなるレ
ーザ加工機の加工ヘッドにして、上記ハウジングと回転
部材との間に周溝を設け、この周溝をハウジングに設け
たアシストガスを供給する供給ポートと連通すると共
に、前記回転部材に軸方向に設けた連通孔の一端に連通
するように構成し、この連通孔の他端に一端を接続した
接続管の他端を、前記ノズルユニットの内部における集
光レンズの下方位置に接続してなるものである。また、
上記ノズルユニットを回転部材に偏心量調節自在に設け
てなるものである。

（作用）前記の構成において、ハウジングに設けた回転部材を
回転させることにより、ノズルユニットは偏心量を半径
として公転する。このとき、レーザ光が集光レンズを経
由してノズルユニットから噴射する。これによって、円
状の穴をあけることができるものである。また、上記ノ
ズルユニットの偏心量を調節することにより、ノズルユ
ニットの公転半径を調節することがてきるものである。

また、供給ポートから供給されたアシストガスは、周
溝、連通孔、接続管を経由してノズルユニットにおける
集光レンズの下方位置に送られて、ノズルユニットから
噴射する。ここで、接続管の一端は回転部材に設けた連
通孔に接続してあり、他端はノズルユニットに接続して
あるので、接続管は回転部材の回転、ノズルユニットの
公転と同期して公転する。

（実施例）以下、本発明に係る実施例について図面に基づいて説
明する。

第１図を参照するに、レーザ加工機の加工ヘッド１に
おける筒状のハウジング３には、ベアリング5,7を介し
て中空の回転部材９が回転自在に設けてある。上記回転
部材９を回転させるために、ハウジング３の適宜位置に
は支持ブラケット11を介して駆動モータ13を設けてお
り、この駆動モータ13の回転軸13aに一体的に設けた駆
動プーリ15と、上記回転部材13に一体的に取付けた従動
プーリ17にはベルト19が張設されている。なお、ハウジ
ング３にはベルト19を通すためのベルト穴が形成してあ
る。

上記構成により、駆動モータ13を適宜に操作すること
により、駆動プーリ15、ベルト19を介して回転部材９は
従動プーリ17と一体的に回転するものである。

上記回転部材９にはノズルユニット21の一部構成する
レンズホルダ23がオフセット装置25を介して偏心量調節
自在に設けてある。

より詳細には、第２図、第３図を参照するに上記回転
部材９の下側にはオフセット装置25の一部を構成するベ
ース部材27が一体的に取付けてある。このベース部材27
の下部には第３図に示すようなガイド部29が形成してあ
り、このガイド部29にはレンズホルダ23が左右方向（第
１図、第２図、第３図において左右方向）へ移動可能に
設けてある。上記レンズホルダ23を左右方向へ移動させ
るために、ベース部材27とレンズホルダ23との間には、
ドーナツ状の調節プレート31が回転部材９の軸心回転中
心を中心として回転自在に設けてあり、第２図に示すよ
うに上記調節プレート31に回転部材９の軸心に偏心して
形成した半円弧状の穴33には、ノズルホルダ23に固定し
て取付けたピン35が係合してある。また、上記調節プレ
ート31を回転させるために、ベース部材27における調節
プレート31に対応する高さ位置には窓部37が形成してあ
り、調節プレート31の外周面には複数の穴39が形成して
ある。

上記構成により、ベース部材27の窓部37から回し棒
（図示省略）を調節プレート31の穴39適宜に押し込ん
で、回し棒を適宜に操作することにより調節プレート31
を回転させることができる。これによって、上記ノズル
ホルダ23に固定して取付けたピン35は、調節プレート31
の半円弧状の穴33に沿って移動し、ノズルホルダ23はベ
ース部材27のガイド部29に案内されて左右方向へ移動す
るものである。したがって、ノズルホルダ23を回転部材
13の軸心（回転中心）に対して偏心させることができる
ものである。

また、ノズルホルダ23を偏心させた後に左右方向の所
定位置に固定位置決めするために、第２図に示すように
ベース部材27にはめねじ部41が形成してあり、このめね
じ部41には固定ボルト43が螺合して設けてある。したが
って、固定ボルト43を適宜に操作することにより、固定
ボルト43の端面を調節プレート31の外周面に押圧させて
調節プレート31を回転不能の状態としてノズルホルダ23
も左右方向の所定位置に位置決め固定することができる
ものである。

なお、レンズホルダ23の左右方向の移動量、換言すれ
ばノズルホルダ23の回転部材９の軸心に対する偏心量を
示すために、上記調節プレート31の外周面には目盛（図
示省略）が取付けてある。これによって作業者はノズル
ホルダ23の偏心量を適切に調節することができる。

前記ノズルユニット21の詳細について、再び第１図を
参照するに、前記ノズルホルダ23は、外筒45と内筒７と
により構成されており、外筒45のめねじ部49に内筒47の
おねじ部51が螺合してある。上記内筒47にはレーザ光を
集光するための集光レンズ53が取付けてあり、外筒45の
おねじ部55には中間筒57のめねじ部59が螺合してある。
上記中間筒57のおねじ部61にはノズルホルダ63のめねじ
部64が螺合してあり、アシストガス及びレーザ光が噴射
するためのノズル65が、ノズルホルダ23に調節ボルト67
を介して位置調整自在に取付けてある。

上記ノズル65からアシストガスと噴射させるために、
アシストガス供給系69が設けてある。

より詳細には、前記ハウジング３と回転部材９との間
にはリング状の複数シール部材71が位置決めカラー73を
介して上下に隔離してあり、これによってハウジング３
と回転部材９との間には周溝75が形成される。なお、上
記シール部材71は耐熱性、耐摩耗性の高いものである。
上記周溝75は上記ハウジング３の適宜位置には形成して
設けたアシストガスを供給する供給ポート77に上記カラ
ー73の穴73aを介して連通してあると共に回転部材９に
軸方向へ設けた連通孔79の一端に通連してある。また、
上記連通孔79の他端に一端を接続した接続管81の他端
は、前記中間筒57の内部における集光レンズ53の下方位
置に設けてある。

なお、ハウジング３と回転部材９との間に設けた周溝
75として、ハウジング３の内周面に周溝を形成したり、
回転部材９の外周面に周溝を形成したりしても差し支え
ないものである。

前述の構成のもとで本実施例の作用効果について説明
する。

オフセット装置25を適宜に操作してノズルユニット21
を所定量だけ偏心させて位置決め固定する。そして、駆
動モータ13を適宜に操作して回転部材９を回転させるこ
とにより、ノズルユニット21は上記所定量を半径として
公転するものである。このときレーザ発振機（図示省
略）より発振されたレーザ光は、回転部材９の中空部9
a、集光レンズ53を経由して集光されたレーザ光に変換
されてノズル65より噴射する。これによって、円状の穴
を加工を精密に行うことができるものである。

また、供給ポート77から供給されたアシストガスは周
溝75、連通孔79、接続管81を経由して中間筒57における
集光レンズ53の下方位置に送られて、ノズル65より噴射
する。ここで、接続管81は回転部材９の回転、ノズルユ
ニット21の公転と同期して公転するので、接続管81がノ
ズルユニット21等にかみついたりすることはないもので
ある。

更にノズルユニット21が所定の半径をもって公転する
ために本実施例の装置を溶接装置として利用した場合に
おいて幅の広い溶接部を得ることができるものである。

なお、本発明は前述の実施例の説明に限るものではな
く適宜の変更を行うことにより、その辺種々の態様で実
施可能である。

［発明の効果］以上のごとき実施例の説明により理解されるように、
本発明によれば、ノズルユニットが偏心量を半径として
回転することにより、円状の穴加工等を精密に行うこと
ができるものである。また、ノズルユニの偏心量を調節
することにより、穴の大きさを変えることもできるもの
である。

接続管は回転部材の回転、ノズルユニットの公転と同
期して公転することにより、接続管がノズルユニット等
にからみついたりすることはないものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る実施例を説明するものであり、第１
図は本実施の装置を示す断面図である。第２図は第１図
におけるII−II線に沿った図である。第３図は第１図に
おけるIII−III線に沿った図である。１……加工ヘッド、３……ハウジング９……回転部材、75……周溝 77……供給ポート、79……連通孔、 81……接続管

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】レーザ加工機の加工ヘッドにおける筒状の
ハウジング内に中空の回転部材を回転自在に設け、レー
ザ光を集光する集光レンズを備えたノズルユニットを上
記回転部材にその回転中心に対して偏心して設けてなる
レーザ加工機の加工ヘッドにして、上記ハウジングと回
転部材との間に周溝を設け、この周溝を、ハウジングに
設けたアシストガスを供給する供給ポートと連通すると
共に、前記回転部材に軸方向に設けた連通孔の一端に連
通するように構成し、この連通孔の他端に一端を接続し
た接続管の他端を、前記ノズルユニットの内部における
集光レンズの下方位置に接続してなることを特徴とする
レーザ加工機の加工ヘッド。
【請求項２】上記ノズルユニットを回転部材に偏心量調
節自在に設けてなることを特徴とする請求項１記載のレ
ーザ加工機の加工ヘッド。