JPH04284991A - レーザー光加工用の機械工具 - Google Patents

レーザー光加工用の機械工具

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JPH04284991A
JPH04284991A JP3333694A JP33369491A JPH04284991A JP H04284991 A JPH04284991 A JP H04284991A JP 3333694 A JP3333694 A JP 3333694A JP 33369491 A JP33369491 A JP 33369491A JP H04284991 A JPH04284991 A JP H04284991A
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JP
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housing
laser beam
tool
laser
main spindle
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JP3333694A
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Werner Babel
ベルナー　バベル
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Maho Werkzeugmaschinenbau Babel and Co
Maho AG
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Maho Werkzeugmaschinenbau Babel and Co
Maho AG
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Publication date
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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】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザー光によって、
加工片を機械加工するための機械工具において、柱の上
に可動状に取付けられたハウジングと、ハウジングに取
付けられたレーザー装置と、レーザー光のための焦点光
学装置と、ハウジングの前端に取付けられたノズルヘッ
ドと、レーザー光の中心出口開口に少なくとも１つの流
体を供給するための装置とを含む機械工具に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、加工片を機械加工するための各種
のシステムと装置とが開発されており、レーザー光が研
磨切断、溶接および（あるいは）機械加工のための実際
の加工工具となっている。金属板や、箔あるいはその類
似物の研磨切断、溶接の他に、同様に設計されたレーザ
ー装置のための１つの利用分野は、特に、固体加工片に
より深い凹部を加工し、成型する分野にあり、この利用
分野は、特に将来的には、従前は厄介であった材料、例
えば高合金鋼、切削金属、セラミック材料、複合材料、
ガラス等を機械加工するためにより重要になるであろう
。例えば、ＤＥ−２４４３３３４−ＡＬ，ＤＥ−ＧＭ８
７０１３５４．１，ＪＰ出願公開、５９−４７０８６，
およびＵ．Ｓ．Ｐ４，６４４，１２６のような多数の刊
行物がレーザー光を用いた機械加工技術を開示しており
、この技術では高エネルギーのＣＯ２　レーザーが光学
装置によって焦点を合わされ、機械加工ガスあるいは補
助ガスと共に加工片に突き打たる。しかしながら、これ
ら全てのシステムは純粋なレーザー加工装置に限定され
る。
【０００３】
【発明の課題】本発明の目的はレーザー光による加工片
の機械加工のための機械工具を提供することにあり、こ
の機械工具はより広い機械加工範囲を示し、加工片保持
具中の加工片への切断加工作業を可能にする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明によると、この特
定の目的は、主スピンドルがハウジングの中で支持され
、工具ホルダーを固定するためのロック要素を有してい
ることで解決される。
【０００５】本発明による機械工具の有利な実施例の特
徴は、焦点光学装置とノズルヘッドとが主スピンドルの
中に取付けられるようになった工具ホルダーに取付けら
れている点にあり、レーザー光の軸線に沿ってハウジン
グ内で支持されている主スピンドルが、そのロック要素
によって、従来通りに設計された工具ホルダーを正確に
固定する。
【０００６】レーザー加工の代表的な特徴に適合した本
発明の他の実施例においては、ハウジングの中に高速モ
ータがレーザー光の軸線と同軸関係に配置され、前記モ
ータのローターは主スピンドルに対して直接連結されて
いるか、或は変速装置を介して連結されているかのいず
れかである。この実施例は特に有利であり、その理由は
、この種のモータの高速回転速度によって、従来はレー
ザー光によって機械加工されていた加工片への均等化操
作が、最少の追加スペースを要するだけで可能となるか
らである。
【０００７】本発明による機械工具の本質的な利点は、
加工片の機械加工がレーザー光と、同じ装置上の切断工
具とによって可能であることから生じる組合わせ効果に
ある。例えば、毎分１５，０００回転以上の回転速度の
高速モータを用いると、従来はレーザー加工によってつ
くられた加工表面上の均等操作を行うことが可能である
。さらに、多層状の加工片の場合も、個々の層の特性に
応じて、レーザー光によるか、あるいはフライス加工具
、ドリル加工具、ないし研磨工具によって加工すること
が可能である。このことは、例えば、硬質金属、セラミ
ック又は類似物で全体的に、あるいは部分的に被覆され
た工具やその半加工品に対しても適用される。
【０００８】本発明による機械工具の他の特徴および利
点は、添付図面を参照して行う以下の実施例の説明から
明らかになるであろう。
【０００９】
【実施例】図１に概略的に示した機械工具は基台１を有
し、この基台上に、剛固な柱２が取付けられている。柱
２の前面には受け台４を支持するために用いられる滑り
路３が取付けられており、この受け台は両方向矢印Ｙの
方向へ垂直に動くことができ、且つ該受け台に取付けら
れたスライド５を有していて、このスライドはＸ方向へ
滑り路６に沿って水平方向に動くことができる。スライ
ド５上に取付けられた下部構造物７が加工台９を担持し
ており、加工台は垂直軸線８の周りを矢印Ｂの方向に回
転可能で、また円形のガイド装置１０上に取付けられて
いて、下部構造物７の中に取付けられたモータによって
垂直軸線８の周りで回転される。加工片１２は垂直台１
１上に固定され、この垂直台は受け台４の中に据付けら
れた電動モータによって、水平軸線Ｃの周りで回転され
るようにモータ駆動される。
【００１０】柱２はその上にハウジング１５を取付けて
おり、ハウジングの中には案内管１６が両方向矢印Ｚの
方向へ水平運動するように収納されている。案内管１６
の後方には、柱２の上に取付けられた支持ブラケット１
７が、ハウジングの軸線１９に沿ってレーザー光線を発
生するためのレーザー装置１８を支えている。案内管１
６の前端にはレーザーヘッド２０が取付けられており、
これについては図２を参照しながら詳細に説明する。案
内管１６の送り動作はスピンドル駆動の再循環ボールね
じ２１によって行われ、このねじはモータ２２によって
駆動され、案内管１６上で作用するスピンドルナット２
３の横方向運動を生じさせる。ノズルヘッド２０には酸
素の濃い空気のような作動ガスが供給され、また、選択
的に、図１に１つだけが示されている通路２４を通って
、フラッシング液体のような別の流体が供給される。
【００１１】図２および図３から明らかな様に、案内管
１６の内部には減摩軸受け２６に軸支された主スピンド
ル２５と、このスピンドルの内部に配置されたコレット
チャック２７の形をしたロック要素とが設けられている
。主スピンドルの前端部分２８はテーパ穴を有しており
、これは工具ホルダー（等テーパ）を固定状に収納し、
その自由端はコレットチャック２７と係合している。主
スピンドル２５は該スピンドル上に取付けられた高速モ
ータのローター３０を有しており、モータの中空円筒状
のステータ３１は案内管の中に取付けられている。
【００１２】図２に示した実施例においては、ノズルヘ
ッドは工具ホルダー２９に取付けられ、別に、詳細に示
していないものの、その中に組み込まれたレーザー光線
用の光焦点装置３２を有している。滑りスリーブ３３と
して設計された流体連結装置は、ハウジング１５の中に
形成された流体通路２４とノズルヘッドの中に形成され
たダクト装置３４との間に流体連結を確立している。ノ
ズルヘッド２０の前端は、中心出口オリフィス３６を有
した実ノズル３５を支持している。特に好適なノズルの
設計は、独国実用新案Ｇ８９１１７３３．６の中に記載
されている。
【００１３】図３から明らかな様に、フライス工具４０
が、図２に示したノズル／レーザーヘッド２０の代わり
に、主スピンドル２８の中に、従来形の工具ホルダー４
１によって固定されており、この変更作業は工具チェン
ジャー（図示せず）によって行われ、そのグリップ部材
が工具ホルダー２９と４１のカラーとそれぞれ係合する
。
【００１４】本発明による機械工具の操作モードは図か
ら容易に明らかになるであろう。加工片１２のレーザー
加工のために、受け台４は、加工片の加工側がレーザー
光の軸線１９に位置するまで、矢印Ｙの方向に上昇され
る。同時に、案内管１６は、ノズルヘッド２０が加工し
ようとする加工片の表面の直前に位置するまで、前進さ
せられる。レーザー装置１８は層内の材料を除去するた
めに励磁され、一方、加工台はＸ軸線方向への水平運動
と両方向矢印Ｂの方向への垂直軸線８の周りでのスイベ
ル運動との組合わせ運動をする。加工片１２を切断加工
するためには、図２に示したノズル／レーザーヘッド２
０が工具チェンジャー（図示せず）によって切断工具４
０と交換され、この交換操作はプログラム制御装置によ
って自動化してもよい。図３に示したフライス工具の代
わりに、もちろん他の工具、特に予めレーザー光線によ
って得られる加工片表面を均等化し、超仕上げ加工する
ための工具を取付けることができる。この目的のために
、図１に示した機械工具に対して、多数の工具を装荷し
た工具マガジンを配置することが好適であり、このマガ
ジンはまた異なった設計のノズル／レーザーヘッドを有
してもよい。
【００１５】本発明は例示した実施例に限定されるもの
ではない。異なった形状のフライス機械やドリル機械、
また選択的に旋盤が、主スピンドルの軸線上に位置決め
したレーザー装置１８を備えても良く、その場合には、
主スピンドルにはレーザー光線のための中心貫通孔を設
けなければならない。
【図面の簡単な説明】
【図１】機械工具の部分断面的な側面図。
【図２】特に、内部にレーザーヘッドを取り付けた主ス
ピンドルを収納するためのハウジングの部分断面的な側
面図。
【図３】フライス工具を内部に取付けた図２のハウジン
グを示す図。
【符号の説明】
２　　柱 １５　　ハウジング １６　　案内管 ２０　　ノズルヘッド ２４　　通路 ２５、２８　　主スピンドル ２７　　ロック要素 ２９、４１　　工具ホルダー ３０、３１　　高速モータ ３２　　焦点光学装置 ３３　　流体連結装置 ３４　　ダクト装置 ４０　　切断工具

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　加工片をレーザー光加工するための機
    械工具にして、柱の上に取付けられたハウジングと、前
    記ハウジングに取付けられたレーザー装置と、レーザー
    光のための焦点光学装置と、レーザー光の中心出口開口
    に少なくとも１つの流体を供給するための装置を備えた
    ノズルヘッドとを含み、モータ駆動による中空主スピン
    ドル（２５、２８）がハウジング（１５）内にて軸受で
    支えられ、工具ホルダー（２９、４１）を固定するため
    のロック要素（２７）を有していることを特徴とするレ
    ーザー光加工のための機械工具。
  2. 【請求項２】　　請求項１に記載の機械工具において、
    前記焦点光学装置（３２）とノズルヘッド（２０）とは
    、主スピンドル（２８）の中へ取付けられるようになっ
    た工具ホルダー（２９）に取付けられているレーザー光
    加工のための機械工具。
  3. 【請求項３】　　請求項１または２に記載の機械工具に
    おいて、高速モータ（３０、３１）がハウジング（１５
    ）の中で、縦方向軸線（１９）と同軸関係に配置され、
    前記モータのロータ（３０）は主スピンドル（２８）に
    連結されているレーザー光加工のための機械工具。
  4. 【請求項４】　　請求項１から３のいずれか一項に記載
    の機械工具において、ハウジング（１５）の内側に延在
    した通路（２４）からノズルヘッド（２０）の内側に形
    成されたダクト装置（３４）へ流体を供給するために流
    体連結装置（３３）が設けられているレーザー光加工の
    ための機械工具。
  5. 【請求項５】　　請求項１から４のいずれか一項に記載
    の機械工具において、前記ハウジング（１５）は柱（２
    ）の上に固定状に取付けられ、内部に主スピンドル（２
    ８）と駆動モータ（３０、３１）とを取付けているモー
    タ駆動の縦方向に可動な案内管（１６）を収納している
    レーザー光加工のための機械工具。
  6. 【請求項６】　　請求項１から５のいずれか一項に記載
    の機械工具において、主スピンドル（２８）とロック要
    素（２７）とは、金属切断工具（４０）のための標準化
    された工具ホルダー（４１）を収納しかつ固定するため
    に設計されているレーザー光加工のための機械工具。
JP3333694A 1990-12-18 1991-12-17 レーザー光加工用の機械工具 Pending JPH04284991A (ja)

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DE4040554A DE4040554A1 (de) 1990-12-18 1990-12-18 Werkzeugmaschine zur abtragenden werkstueckbearbeitung mittels laserstrahls
DE40405540 1990-12-18

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