JPH04158996A

JPH04158996A - 熱切断加工装置

Info

Publication number: JPH04158996A
Application number: JP2283070A
Authority: JP
Inventors: Makoto Suyama; 巣山　誠
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1990-10-19
Filing date: 1990-10-19
Publication date: 1992-06-02

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野〕本発明はパイプ等の筒状のワークにレーザビームを照射
して切断する熱切断加工装置に関する。

［従来の技術］筒状のワークをレーザビームによって熱切断する場合、
ワークの軸方向にレーザビームの受台となる筒体を挿入
して、ワーク溶断後のレーザービームの遮断を行ってい
る。また、特開昭５３−８９０９８号公報では、この筒
体をワークから生じる溶融物の回収手段としても利用し
ている。

第７図は以上のような構造を有した従来の熱切断加工装
置を示している。筒状のワーク７１がチャック７２のチ
ャック爪７３に把持されており、このワーク７１の長さ
方向の所定位置にレーザビームＬの出射ノズル７４が臨
んでワーク７１を径方向に熱切断するようになっている
。

レーザビームＬの受台となる筒体７５はアンローディン
グ装置のアーム７６先端に取り付けられ、この状態でワ
ーク７１の開口端からワーク７１の軸方向に挿入されて
いる。この筒体７５には溶融物の回収を行うための開口
部７５ａがレーザビームＬの照射位置に合わせて形成さ
れている。

このような構造の装置はワーク７１を回転させながら出
射ノズル７４からレーザビームＬを照射することにより
、ワーク７１を径方向に熱切断する。このとき、ワーク
７１を溶断したレーザビームしは開口部７５ａと反対側
の筒体７５の内面により遮断されるため、ワーク７１の
切断部位と反対側のワーク７１内面を損傷させることが
ない。

また、切断時にワークから生じる溶融物は開口部７５ａ
から筒体７５内に落下して回収されるため、ワーク７１
内面に付着することがない。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、従来の熱切断加工装置では、ワーク溶断
後のレーザビームＬが開口部７５ａと反対側の筒体７５
の内面の一点Ｘに高いエネルギー密度で集中照射するた
め、Ｘ点が加工されて穴が開く。そして、この穴が開く
と、レーザビームＬがワーク７１の反対側の内面を照射
するため、ワーク７１に損傷を与える品質上の問題があ
る。

このため従来装置では、作業者による筒体の監視を頻発
に行う必要があり、無人化による自動加工が難しいもの
となっていた。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、筒体の
穴開きを防止してワークの品質向上を可能とすると共に
、無人化の自動加工を可能とした熱切断加工装置を提供
することを目的とする。

［課題を解決するための手段］上記目的を達成するために本発明は、レーザビームの照
射で径方向に切断される筒状のワーク内の軸方向にレー
ザビームの受台となる筒体を挿入した熱切断加工装置に
おいて、前記ワークを通過したレーザビームを受け入れ
る開口部を前記筒体に形成し、この開口部がレーザビー
ムのビーム軸に対して変位するように筒体を往復動自在
としたことを特徴とする熱切断加工装置である。

［作用］上記構成の熱切断加工装置は、筒体を往復動させること
により筒体の開口部をレーザビームのビーム軸に対して
変位するため、レーザビームが筒体内面に集中照射する
ことがない。このため筒体に穴開きを生じることがなく
なる。

［実施例］以下、本発明を図示する実施例により具体的に説明する
。なお、各実施例において、同一の要素は同一の符合を
付して対応させることにより、重複する説明を省略する
。

（第１実施例）第１図は本発明の第１実施例の全体構成を示している。

筒形状をしたワーク１の保持装置１０と、レーザビーム
の受台となる筒体２を保持したアンローディング装置２
０とが対向配置されている。ワーク１の保持装置１０は
数値制御により平面内をＸＹ力方向移動するＸＹテーブ
ル１１と、ＸＹテーブル１１上に載置され、その出力軸
が回転駆動されるロータリテーブル１２と、ロータリテ
ーブル１２の出力軸に取り付けられて回転するチャック
１３とを備えている。チャック１３はその先端面に複数
のチャック爪１４を有しており、このチャック爪１４に
よってワーク１が水平・状態でチャッキングされる。こ
のワーク１の上方にはレーザビームを照射する熱切断加
工機３か配設されており、その出射ノズル４がワーク１
の切断位置に臨んでいる。保持装置１０はＸＹテーブル
１１の移動でワーク１の切断箇所の位置決めを行い、ロ
ータリテーブル１２の駆動でワーク１を回転させ、この
回転状態で出射ノズル４からレーザビームが照射するこ
とにより、ワーク１を径方向に熱切断する。５はワーク
１に照射されるレーザビームのビーム軸、６はワーク１
の軸心であり、これらの直交状態でワークの切断が行わ
れる。

アンローディング装置２０は基台２１上にリニアガイド
２２が取り付けられ、このリニアガイド２２上に本体２
３が取り付けられて構成されている。本体２３は基台２
１下面に取り付けられたシリンダ２４のピストンロッド
に連結されており、シリンダ２４の駆動によってリニア
ガイド２２上を矢印Ａ方向に移動する。この本体２３に
はアーム取付台２５が設けられ、このアーム取付台２５
からアーム２６が保持装置１０方向に水平に延びており
、このアーム２６の先端部に筒体２が取り付けられてい
る。筒体２はその軸心がワーク１の軸心６と同軸となる
ように、ワーク１の軸方向に挿入されている。

第２図は筒体２の形状を示し、その先端側には横長の開
口部２ａが形成されている。開口部２ａはレーザビーム
の熱切断でワーク１から生じる溶融物を受け入れるもの
であり、第１図に示すように、レーザビームのビーム軸
５と対向した位置となっている。本実施例において、筒
体２は往復動機構３０の駆動によって、その軸心方向に
往復移動するようになっており、開口部２ａはこの往復
動によってレーザビームのビーム軸５に対して変位する
ように構成される。

往復動機構３０は回転運動をカム３１によって往復直線
運動に変換するものであり、第１図に示すように、モー
タ３２およびベアリングボックス３３が本体２３に取り
付けられ、このベアリングボックス３３の回転軸３４に
カム３１が取り付けられている。この場合、モータ３２
の出力軸およびベアリングボックス３３の回転軸３４に
はプーリ３４，３５がそれぞれ取り付けられると共に、
これらのプーリ３４，３’５にベルト３６が掛は渡され
て、モータ３２の回転がカム３１に伝達されるようにな
っている。このカム３１は基台２１に固定されたカムフ
ロア３７に接することにより、モータ３２の回転運動を
往復直線運動に変換する。第３図はカム３１のカム線図
を示し、回転角１８０°を中心にカムの偏心ＪＩＨが直
線的に変化している。

以上の構成において、レーザビームによるワーク１の切
断加工時にモータ３２が駆動すると、カム３１の作用に
よりアンローディング装置２０の本体２３が矢印Ａ方向
にカム３１の偏心相当量、往復運動する。これにより本
体２３に取り付けられた筒体２も同方向に同量往復動す
るため、筒体２の開口部２ａがレーザビームを受け入れ
ながら、そのビーム軸２ａに対して変位移動する。

従って、ワークｌを溶断したレーザビームが開口部２ａ
と反対側の筒体２の内面に集中照射されることがなく、
筒体２に穴開きを生じることがない。このため筒体２の
監視が不要となり、無人化の自動加工を長時間行うこと
ができる。

（第２実施例）第４図および第５図は本発明の第２実施例を示す。

この第２実施例はレーザビームの受台となる筒体２を往
復直線移動させると共に、所定角度範囲内で往復回転運
動させるものであり、第４図（ａ）。

（ｂｌ　に示すように、アーム取付台２５内部の前後に
ベアリング４１．４１が取り付けられている。

ベアリング４１．４１はアーム取付台２５内に挿入され
たカラー４２と、アーム取付台２５の先端面に取り付け
られた蓋体４３とによって位置決め状態で取り付けられ
ており、このベアリング４１．４１内にアーム２６の軸
部２６ａが回転自在に挿入されている。

また、アーム取付台２５下面にはモータ４４が固定され
ており、このモータ４４の出力軸に偏心継手４５が取り
付けられている。一方、アーム２６からは下部にスリッ
ト４７ａを有したガイドアーム４７が垂下しており、こ
のガイドアーム４７のスリット４７ａに偏心継手４５の
ピン４６が挿入されている。偏心継手４５のピン４６は
モータ４４の出力軸と偏心しており、モータ４４が回転
するとガイドアーム４７が往復回転し、この回転がアー
ム２６を介して筒体２に伝達されるようになっている。

従って、筒体２は所定角度範囲内で往復回転運動するが
、筒体２の開口部２ａは往復回転に際してレーザビーム
から外れないように、その幅が設定されている。第４図
（ａｌ中、４８はアーム２６の軸部２６ａの端部に掛止
されたＣリングなどの抜は止めリングである。

このような構成は、筒体２を往復直線運動させる第１実
施例に付加されるものであり、第１実施例の往復動機構
３０による往復直線運動と、本実施例により往復回転運
動とが筒体２に同時に作用する。

第５図は筒体２の往復直線運動の周期に対して往復回転
運動の周期を遅くした場合に、筒体２に照射されるレー
ザビームの軌跡を示し、レーザビームは筒体２に対して
ジグザグ状の周期で照射する。

このような第２実施例では、筒体２に対してレーザビー
ムが一直線上のみに照射することなく、広範囲に照射す
る。しかもモータ４４の回転数を制御して往復回転運動
の周期を変更することによリ、その範囲をさらに拡大す
ることができる。このため、第１実施例に比べて、筒体
２の耐久性が増大し、さらに長時間の無人化自動加工を
行うことができる。

（第３実施例）第６図は、本発明の第３実施例を示し、筒体２に複数の
小孔２９が所定間隔で列状に形成されている。各小孔２
９はレーザビームを受け入れる開口部となるものであり
、このような小孔２９のピッチに対応するようにモータ
２６（第１図参照）はサーボモータなどが使用されて、
その回転角度の制御が行われるようになっている。

すなわち、モータ２６はレーザービームのビーム軸に各
小孔２９が臨むように筒体を間欠的に移動制御する。こ
の場合、熱切断加工機３（第１図参照）は小孔２９がビ
ーム軸に臨んだときに、レーザビームを照射するように
連動して起動する。

このような第３実施例では、小孔２９の移動によって筒
体２に対するレーザビームの照射位置が変わるため、筒
体２への穴開きを防止することができ、長時間の無人化
自動加工が可能となる。

［発明の効果］以上説明したように本発明はレーザビームの受台を往復
動させて受台の開口部をビーム軸に対して変位させるた
め、レーザビームによる受台の穴開きを防止することが
でき、これにより長時間の無人化自動加工を行うことが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第１実施例の全体構成を示す部分破
断側面図、第２図ｆａｔ　、　（ｂ）は、筒体を示す側
面図および断面図、第３図は、往復動のためのカムのカ
ム線図、第４図（ａ）　、　（ｂ）は、本発明の第２実
施例の要部を示す一部破断側面図および正面図、第５図
は、そのレーザビームの叩射軌跡を示す平面図、第６図
は、本発明の第３実施例の筒体を示す斜視図、第７図は
、従来装置を示す一部破断側面図である。１・・・ワーク２・・・筒体２ａ・・・開口部５・・・レーザビームのビーム軸３０・・・往復動機構ＢＱ’）− 第２図ひｉａ第３図回転山

Claims

【特許請求の範囲】

（１）レーザビームの照射で径方向に切断される筒状の
ワーク内の軸方向にレーザビームの受台となる筒体を挿
入した熱切断加工装置において、前記ワークを通過した
レーザビームを受け入れる開口部を前記筒体に形成し、
この開口部がレーザビームのビーム軸に対して変位する
ように筒体を往復動自在としたことを特徴とする熱切断
加工装置。