JPH05314Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 この考案はノズルよりレーザ光を照射してワー
クを加工するレーザ加工機に関する。

従来の技術 従来レーザ光を用いてワークを加工するレーザ
加工機には、３軸方向へ自在に回転するノズル装
置が設けられていて、このノズル装置のノズルよ
りワークへ向けてレーザ光を照射し、ワークを加
工するように構成されている。

またノズル装置にはすでに種々のものが出願さ
れている。

例えば特開昭60−213390号、特開昭59−21491
号など。

しかしこれら公報に記載のものは何れも３軸方
向へノズル本体を駆動するモータが、ノズル本体
より突出しているため、３軸方向へ動作中ワーク
を周辺の機器にモータが干渉したり、モータへ配
線されたケーブル数がモータへからんで故障の原
因となるなどの不具合がある。

上記不具合を改善するものとてし第４図に示す
ように各軸駆動用モータａ，ｂ，ｃを本体ケース
ｄの上部に設けて、これらモータａ，ｂ，ｃの駆
動を３重に設けられた回転軸ｅ，ｆ，ｇ及びベベ
ルギヤｈを介してノズル本体へ伝達することによ
り、ノズル本体を３軸（Ａ軸、Ｂ軸、Ｃ軸）方向
へ回動できるようにしたものも提案されている。

考案が解決しようとする問題点 しかし上記のようなノズル装置では、例えばＡ
軸回転時Ｂ軸のベベルギヤｈ、駆動側が固定さ
れ、従動側が回転されることから、手首姿勢を一
定に維持するためにはＢ軸モータｂを回転させて
つれ回り量を補正する必要があつた。

このため常に補正量を演算してＢ軸モータｂを
補正量に応じて制御しなければならず、演算回路
などを必要として制御系が複雑になると共に、位
置決め割出し精度が機械的なバツクラツシユや電
気的な応答誤差により悪くなるなどの欠点もあつ
た。

この考案は上記欠点を除去する目的でなされた
ものである。

問題点を解決するための手段及び作用 本体ケース８に設けられたＡ軸モータにより駆
動されてノズル本体２７をＡ軸方向へ回転するＡ
軸駆動軸１５と、該Ａ軸駆動１５に回転自在に支
承され、かつＡ軸駆動軸１５側に取付けられたＢ
軸モータ１０により回転されて上記ノズル本体２
７をＢ軸方向へ回転するＢ軸駆動軸２０と上記駆
動軸に支承され、かつＢ軸駆動軸２０側に取付け
られたＣ軸モータ１１により回転されて上記ノズ
ル本体２７をＣ軸方向へ回転するＣ軸駆動軸３３
とからなるノズル装置を具備することにより、複
雑な演算処理を必要とせずに各軸の制御を可能に
したレーザ加工機。

実施例 この考案の一実施例を第１図ないし第３図に示
す図面を参照して詳述する。

第１図はレーザ加工機の全体を示すもので、こ
の図において１はベツド、２は該ベツド１上に配
置されてＹ軸方向へ移動自在なテーブルで、この
テーブル２上に加工すべきワーク３が載置され
る。

４はベツド１の両側より立設されたコラムで、
このコラム４の上部に水平方向にクロスビーム５
が横架されていると共に、上記クロスビーム５
に、クロスビーム５の長手方向（Ｘ軸方向）へ移
動自在にサドル６が支承され、このサドル６に上
下方向（Ｚ軸方向）へ移動自在にラム７が取付け
られている。

そして上記ラム７の下端部に、３軸、すなわち
Ａ軸、Ｂ軸及びＣ軸方向へ回動自在な手首部５０
を介してノズル本体２７が設けられている。

上記手首部５０は第２図に示すようにＺ軸方向
へ移動自在なラム７の下部に本体ケース８が収容
されていて、この本体ケース８の上部にＡ軸モー
タ９が、そして本体ケース８内にＢ軸モータ１０
及びＣ軸モータ１１が設けられている。

そしてＡ軸モータ９の回転は減速機１２より駆
動ギヤ１３を及び従動ギヤ１４を介してＡ軸駆動
軸１５へ伝えられ、Ａ軸駆動軸１５が回転される
ようになつている。Ａ軸駆動軸１５は中空軸で内
部を後述するようにレーザ光が通る案内筒として
の機能を有すると共に、下端部はほぼ直角に屈曲
されていて、この屈曲部１５ａ内にレーザ光を
90°屈折するミラー１６が設置されている。

またＢ軸モータ１０は、上記Ａ軸駆動軸１５の
途中に突設されギヤケース１５ｂ上に設置されて
いて、このＢ軸モータ１０の回転は、減速機１７
より駆動ギヤ１８及び従動ギヤ１９を介してＢ軸
駆動軸２０へ伝達されるようになつている。

上記Ｂ軸駆動軸２０は軸受け２１を介してＡ軸
駆動軸１５の外周部に回転自在に支承されている
と共に、下端部に設けられたベベルギヤ２２によ
り、Ａ軸駆動軸１５の屈曲部１５ａに軸受け２３
を介して支承されたＢ軸連動軸２４に連動され、
Ｂ軸駆動軸２０の回転とともにＢ軸連動軸２４が
回転されるようになつている。

そしてこのＢ軸連動軸２４の先端にレーザ光案
内筒２５が取付けられている。上記レーザ光案内
筒２５はほぼ逆Ｌ字形をなす中空筒より形成され
ていて、屈曲部内に、上記Ａ軸駆動部１５の屈曲
部１５ａ内に設けられたミラー１６により屈折さ
れたレーザ光をさらに90°屈折するミラー２６が
設けられていると共に、上記レーザ光案内筒２５
の下端にノズル本体２７がスプライン係合２８さ
れている。

一方Ｃ軸モータ１１はＢ軸駆動軸２０の上端部
に固着されたギヤケース２９上に設置されている
と共に、このＣ軸モータ１１の回転は減速機３０
より駆動ギヤ３１及び従動ギヤ３２を介してＣ軸
駆動軸３３へ伝達されるようになつている。

Ｃ軸駆動軸３３はＢ軸駆動軸２０の外周部に軸
受け３４を介して支承されていると共に、下端部
に設けられたベベルギヤ３５により、上記Ｂ軸連
動軸２４に軸受け３６を介して支承されたＣ軸連
動軸３７に連動されている。

そしてＣ軸連動軸３７の先端は、ベベルギヤ３
８により、上記レーザ光案内筒２５の先端部に軸
受け３８を介して支承された先端筒３９に連動さ
れている。

上記先端筒３９は送りねじ４０によりノズル本
体２７に螺合されていて、先端筒３９の回転に伴
い、ノズル本体２７がＣ軸方向に移動されると共
に、先端筒３９、Ｃ軸連動軸３７の外周部は、本
体ケース８に軸受け４１を介して支承されたカバ
ー４２に覆れて、塵埃などから保護されている。

一方図示しないレーザ発振器より発振されたレ
ーザ光は、本体ケース８の上方に設けられたレー
ザ光案内筒４３よりＡ軸駆動軸１５の上方へ導び
かれ、さらにミラー４４，１６及びにより屈折さ
れてレーザ光案内筒２５の先端に設けられた集光
レンズ４５へ導びかれ、この集光レンズ４５によ
りテーブル上に載置されたワークへ照射されて、
ワーク３の加工が行なえるようになつている。

次に作用を説明すると、ワーク３を加工するに
当つてノズル本体２７軸２４が回動されるため、
このＢ軸連動軸２４に取付けられたレーザ光案内
筒２５がＢ軸方向へ±90°回転される。

このときＢ軸駆動軸２０とともにＣ軸駆動軸３
３も一体に回転されると共に、Ａ軸駆動軸１５は
本体ケース８に固定された状態になる。

次にノズル本体２７をＣ軸方向へ移動させる場
合は、Ｃ軸モータ１１によりＣ軸駆動軸３３を回
転させる。Ｃ軸駆動軸３３の回転はＣ軸連動軸３
７より先端筒３９へ伝えられて先端筒３９が回転
され、これによつて先端筒３９と送りねじ４０で
螺合されたノズル本体２７がＣ軸方向へ移動され
ると共に、このときＡ軸及びＢ軸駆動軸１５，２
０は本体ケース８に固定された状態となる。

以上のようにＡ軸モータ９、Ｂ軸モータ１０及
びＣ軸モータ１１を回転させることにより、ノズ
ル本体２７をＡ軸、Ｂ軸及びＣ軸方向へ自由に回
転できることから、これらの組合せによりワーク
３の所定個所を自由に加工できると共に、各軸モ
ータ９ないし１１へ直接指令値を入力してノズル
本体７の位置決めが行なえるようになる。

例えば第３図に示すような立体形状のワーク３
を加工する際、ワーク３の寸法精度にバラツキが
あつてＣ軸方向へ補正しながら加工する場合、従
来では補正値をＸ，Ｙ，Ｚ軸方向へ分配してノズ
ル本体２７をＣ軸方向へをＡ軸方向へ回転させる
べく、Ａ軸モータ９を回転させると、このモータ
９の回転はＡ軸駆動軸１５へ伝えられてＡ軸駆動
軸１５がＡ軸方向へ回転し、このときＡ軸駆動軸
１５に支承されているＢ軸、Ｃ軸の駆動軸２０，
３３も一体となつて回転される。

次にノズル本体２７をＢ軸方向へ回転すべくＢ
軸モータ１０を回転させると、Ｂ軸モータ１０の
回転はＢ軸駆動軸２０へ伝えられ、さらにＢ軸連
動補正する必要があつたが、この考案によれば、
Ｃ軸モータ１１へ補正値を直接入力することによ
り補正できることから、補正値の複雑な演算処理
も必要なくなる。

またこれによつて電気的な応答性も改善され
る。

考案の効果 この考案は以上詳述したように、Ａ軸モータ、
Ｂ軸モータ及びＣ軸モータに直接指令値を入力す
ることにより、ノズル本体をＡ軸、Ｂ軸及びＣ軸
方向に回転制御できるようにしたことから、従来
のような３軸演算処理が不用となる。これによつ
て電気的応答誤差が改善されると共に、機械的バ
ツクラツシユを最小にできることから、位置決め
精度の向上が図れる。

また手首部の構造を従来のものに比べて簡素化
できると共に、突出部がないため、ワークに接近
して加工ができ、これによつて加工範囲が拡大す
ると同時に、配線ケーブルなどがからんで故障の
原因となる虞れもない。

【図面の簡単な説明】

図面はこの考案の一実施例を示し、第１図は全
体図、第２図は手首部の断面図、第３図は作用説
明図、第４図は従来の説明図である。 ８はケース本体、９はＡ軸モータ、１０はＢ軸
モータ、１１はＣ軸モータ、１５はＡ軸駆動軸、
２０はＢ軸駆動軸、３３はＣ軸駆動軸、２７はノ
ズル本体。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 本体ケース８に設けられたＡ軸モータ９により駆
   動されてノズル本体２７をＡ軸方向へ回転するＡ
   軸駆動軸１５と、該Ａ軸駆動実施例１５に回転自
   在に支承され、かつＡ軸駆動軸１５側に取付けら
   れたＢ軸モータ１０により回転されて上記ノズル
   本体２７を、上記Ａ軸と直交するＢ軸方向へ回転
   するＢ軸駆動軸２０と、上記Ｂ軸駆動軸２０に支
   承され、かつＢ軸駆動軸２０側に取付けられたＣ
   軸モータ１１により回転されて、上記ノズル本体
   ２７を光軸と一致するＣ軸へ移動するＣ軸駆動軸
   ３３とよりなるノズル装置を具備してなるレーザ
   加工機。