JPH06677A - Laser machining head - Google Patents
Laser machining headInfo
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- JPH06677A JPH06677A JP4186011A JP18601192A JPH06677A JP H06677 A JPH06677 A JP H06677A JP 4186011 A JP4186011 A JP 4186011A JP 18601192 A JP18601192 A JP 18601192A JP H06677 A JPH06677 A JP H06677A
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- JP
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- lens
- optical axis
- window
- cylinder
- laser
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 簡単な構造で高精度な小円加工が行えるレ−
ザ加工ヘッドを提供する。
【構成】 レ−ザ光が導入される導入筒8に対し回転筒
14を同心的に回転自在に取り付け、この回転筒14内
において上記導入筒8からのレ−ザ光を透過し光軸を平
行に偏心させ得るウインド−15を傾斜可能に設ける。
上記回転筒14に対しレンズ17を保持したレンズホル
ダ16を、上記光軸の偏心方向に移動自在に取り付け
る。このレンズホルダ16の移動によって、レンズ中心
を、加工すべき円の半径R分偏心させるとともに、この
レンズ中心と上記ウインド−15からの偏心光軸とが略
一致するように、上記ウインド−15を所定角度θ傾斜
させる。
【効果】 上記回転筒14を回転させることにより、比
較的小さな円加工を精確に行うことができる。
(57) [Summary] [Purpose] A laser that can perform highly accurate small circle machining with a simple structure
The processing head is provided. A rotating cylinder 14 is concentrically and rotatably attached to an introducing cylinder 8 into which laser light is introduced, and the laser light from the introducing cylinder 8 is transmitted through the rotating cylinder 14 so that the optical axis is changed. A window 15 that can be decentered in parallel is provided so as to be tiltable.
A lens holder 16 holding a lens 17 is attached to the rotary cylinder 14 so as to be movable in the eccentric direction of the optical axis. By moving the lens holder 16, the center of the lens is decentered by the radius R of the circle to be processed, and the window 15 is moved so that the lens center and the eccentric optical axis from the window 15 substantially coincide with each other. It is tilted by a predetermined angle θ. [Effect] By rotating the rotary cylinder 14, a relatively small circle can be accurately processed.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、レ−ザ加工装置におい
て、特に小円加工を可能とするレ−ザ加工ヘッドに関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser processing apparatus and, more particularly, to a laser processing head capable of processing small circles.
【0002】[0002]
【従来技術】従来、レ−ザ加工においては、例えばX、
Y、Zの3軸のほかヘッドに設けた複数軸による多関節
形の加工機が用いられ、加工プログラムに基づいて平板
あるいは立体ワ−クの三次元加工を行っている。2. Description of the Related Art Conventionally, in laser processing, for example, X,
In addition to the three axes of Y and Z, a multi-joint type processing machine with a plurality of axes provided on the head is used, and three-dimensional processing of flat plate or three-dimensional work is performed based on a processing program.
【0003】そして、円加工においては、複数軸の合成
ベクトルを用いて円軌跡を描く所定のパタ−ンプログラ
ムを作成し、このパタ−ンプログラムに基づいて行われ
ていた。In the circle processing, a predetermined pattern program for drawing a circle locus is created by using a composite vector of a plurality of axes, and the pattern program is performed based on the pattern program.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の方
法では、制御が複雑であるとともに複数の制御軸による
複雑な動きが生じ、特に立体ワ−クではワ−クとの干渉
の問題もある。しかも演算による制御であるため、連続
的な精緻な円軌跡が得られないなどの問題があった。However, in the above-mentioned conventional method, control is complicated and complicated movement is caused by a plurality of control axes, and there is a problem of interference with the work especially in a three-dimensional work. . Moreover, since the control is performed by calculation, there is a problem that a continuous and precise circular locus cannot be obtained.
【0005】このような問題を解決するため、例えば特
開昭63−76784号公報に示すように、ヘッドにも
う一つの回転軸を追加し、さらにその中心より半径方向
に反射ミラーを移動させて光軸を伸縮するスライド機構
を設け、そのミラーと一体に集光部も移動するようにし
たヘッドを用いることにより、スライド量によって上記
回転軸の回転のみで所望半径の円加工を行う方法も採ら
れている。しかし、上記のようなスライド筒を用いたヘ
ッドでは、ヘッド自体が大型化し、製造上高価なものと
なる。また、反射用ミラ−にアライメント調整が構造上
困難である。In order to solve such a problem, for example, as shown in JP-A-63-76784, another rotating shaft is added to the head, and the reflecting mirror is moved in the radial direction from the center thereof. By using a head that is equipped with a slide mechanism that expands and contracts the optical axis and also moves the condensing part together with the mirror, a method is also adopted in which a circular process with a desired radius is performed only by the rotation of the rotary shaft depending on the slide amount. Has been. However, in the head using the slide cylinder as described above, the size of the head itself becomes large and the manufacturing cost becomes high. In addition, alignment adjustment is difficult due to the structure of the mirror for reflection.
【0006】このため、さらにその解決方法として、特
開平2−169195号に示すものがある。そこでは上
記同様にヘッドにもう一つの回転軸を追加し、その中心
より半径方向に集光レンズを移動させて集光点を偏心さ
せる方法が採られている。この場合レ−ザ光軸のレンズ
への入射点と集光点とを結ぶ直線は回転軸とある角度を
有することとなり、ワ−ク切断面がワ−ク上面と直角と
はならず切断精度が悪いという問題点がある。For this reason, as a further solution, there is one disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2-169195. There, a method is adopted in which another rotating shaft is added to the head and the condensing lens is moved in the radial direction from the center to decenter the condensing point in the same manner as described above. In this case, the straight line connecting the incident point of the laser optical axis to the lens and the condensing point has an angle with the rotation axis, and the work cut surface is not perpendicular to the work upper surface and the cutting accuracy There is a problem that is bad.
【0007】そこで、本発明は、半径方向の光軸を伸縮
させるのではなく、レンズ移動とともにヘッド内部にレ
−ザ光軸を入射光と平行に偏心させるレ−ザ光透過媒体
を設けることにより、簡単な構造で高精度な小円加工が
行えるレ−ザ加工ヘッドを提供することを目的とする。Therefore, according to the present invention, instead of expanding and contracting the optical axis in the radial direction, by providing a laser light transmitting medium that decenters the laser optical axis in parallel with the incident light inside the head as the lens moves. An object of the present invention is to provide a laser processing head capable of highly accurate small circle processing with a simple structure.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、レ
−ザ発振器からレ−ザ光路を介しレ−ザ光が導入される
導入筒に対し回転筒を同心的に回転自在に取り付け、こ
の回転筒内において上記導入筒からのレ−ザ光を透過し
その光軸を入射光と平行に偏心させ得るウインドーを傾
斜可能に設け、上記回転筒に対しレンズホルダを上記光
軸の偏心方向に移動自在に取り付け、このレンズホルダ
の移動によってこのレンズホルダに支持されたレンズ中
心を加工すべき円の半径分偏心させるとともに、このレ
ンズ中心と上記ウインドーからの偏心光軸とが略一致す
るように上記ウインドーを傾斜させ、上記回転筒を回転
させることにより、比較的小さな円加工が簡単に行える
ように構成したものである。That is, according to the present invention, a rotating cylinder is concentrically and rotatably attached to an introducing cylinder into which laser light is introduced from a laser oscillator through a laser optical path. A window capable of transmitting laser light from the introduction cylinder and decentering its optical axis in parallel with the incident light is provided in the rotating cylinder in a tiltable manner, and the lens holder is arranged in the eccentric direction of the optical axis with respect to the rotating cylinder. The lens holder is movably mounted, and the lens center supported by the lens holder is decentered by the radius of the circle to be processed by the movement of the lens holder, and the lens center and the eccentric optical axis from the window are substantially aligned with each other. By inclining the window and rotating the rotary cylinder, a relatively small circle can be easily formed.
【0009】[0009]
【作用】レンズ駆動部によってレンズホルダを移動さ
せ、このレンズホルダに支持されたレンズの中心を加工
すべき円の半径分偏心させると同時に、連動手段を介し
てレンズ中心とウインドーからの偏心光軸とが略一致す
るようにウインドーの傾斜角度を調整する。The lens holder is moved by the lens driving unit to decenter the lens supported by the lens holder by the radius of the circle to be machined, and at the same time, the lens center and the eccentric optical axis from the window are interlocked with the interlocking means. Adjust the tilt angle of the window so that and are approximately the same.
【0010】ヘッドを所定の加工位置において所定の加
工姿勢に位置決めするだけで、そのままの状態で、回転
駆動部により回転筒を回転させながらレ−ザ光を照射す
ることにより、レ−ザ光の焦点が回転筒の回転中心を中
心とした所定の半径の円軌跡を描きながら移動され、レ
−ザ光による切断等の小円加工が簡単に行える。By simply positioning the head in a predetermined processing position at a predetermined processing position and irradiating the laser light while rotating the rotary cylinder by the rotation drive section in that state, the laser light is emitted. The focal point is moved while drawing a circular locus of a predetermined radius around the center of rotation of the rotary cylinder, and small circle machining such as cutting with laser light can be easily performed.
【0011】[0011]
【実施例】以下、本発明の具体的実施例を説明する。図
1は、本発明のレ−ザ加工ヘッドの一実施例を示す断面
図、図2は図1のA−A断面図、図3は図2のB−B断
面図、図4は図2のC−C断面図、図5は図1のD矢視
要部側面図、図6は本発明のレ−ザ加工ヘッドを取り付
けたレ−ザ加工装置の一例を示す正面図、図7(a)
(b)は円加工の概略図である。EXAMPLES Specific examples of the present invention will be described below. 1 is a sectional view showing an embodiment of a laser processing head of the present invention, FIG. 2 is a sectional view taken along the line AA of FIG. 1, FIG. 3 is a sectional view taken along the line BB of FIG. 2, and FIG. 5 is a sectional view taken along line CC of FIG. 5, FIG. 5 is a side view of a main part of FIG. 1 taken in the direction of an arrow D, FIG. 6 is a front view showing an example of a laser processing apparatus to which the laser processing head of the present invention is attached, and FIG. a)
(B) is a schematic diagram of circle processing.
【0012】本発明のレ−ザ加工ヘッド1は例えば図6
に示すレ−ザ加工装置に取り付けられる。固定コラム2
に対し、可動テ−ブル3がX軸方向に移動自在に設けら
れ、かつ上記コラム2にはY軸サドル4がY軸方向に移
動自在に設けられている。さらに、上記Y軸サドル4に
Z軸サドル5がZ軸方向に移動自在に設けられ、このZ
軸サドル5に取り付けられたヘッド支持体6にレ−ザ加
工ヘッド1が装着されている。The laser processing head 1 of the present invention is shown in FIG.
It is attached to the laser processing apparatus shown in FIG. Fixed column 2
On the other hand, the movable table 3 is provided movably in the X-axis direction, and the column 2 is provided with the Y-axis saddle 4 movably in the Y-axis direction. Further, a Z-axis saddle 5 is provided on the Y-axis saddle 4 so as to be movable in the Z-axis direction.
The laser processing head 1 is mounted on the head support 6 attached to the shaft saddle 5.
【0013】レ−ザ加工ヘッド1は、ヘッド支持体6か
らのレ−ザ光の光軸と一致するα軸を中心に回転される
第1回転ブラケット7と、この第1ブラケット7に対し
β軸を中心に回転される第2ブラケット8とを有する。
すなわち、上記X、Y、Zの3軸制御によってヘッド支
持体6の三次元的な位置が決定されるとともに、上記
α、βの2軸が加わってヘッド1の姿勢が決定されるよ
うになっている。。The laser processing head 1 has a first rotating bracket 7 which is rotated about an α axis which coincides with the optical axis of the laser light from the head support 6, and β with respect to the first bracket 7. A second bracket 8 which is rotated about an axis.
That is, the three-dimensional control of the X, Y, and Z axes determines the three-dimensional position of the head support 6, and the two axes of α and β are added to determine the attitude of the head 1. ing. .
【0014】そして、コラム2側部に設けたレ−ザ発振
器9からレ−ザ光が発振されると、レ−ザ光は複数のミ
ラ−を介しレ−ザ光路を形成するY軸ダクト11、Z軸
ダクト12、第1ブラケット7を経由して第2ブラケッ
ト8に導入される。上記第2ブラケット8が本発明でい
う導入筒に相当し、図1ないし図5はこれより先端のヘ
ッド構造を示す。When the laser light is oscillated from the laser oscillator 9 provided on the side of the column 2, the laser light passes through a plurality of mirrors and forms a Y-axis duct 11 which forms a laser light path. , The Z-axis duct 12 and the first bracket 7 to be introduced into the second bracket 8. The second bracket 8 corresponds to the introducing cylinder in the present invention, and FIGS. 1 to 5 show the head structure at the tip thereof.
【0015】図1において、導入筒8先端にはスライド
筒13が入射レ−ザ光軸に沿って摺動自在に取り付けら
れ、このスライド筒13に上記光軸を中心に回転筒14
が回転自在に支持されている。この回転筒14内部にお
いて上記導入筒8からの入射レ−ザ光を透過しその出射
光軸を上記入射光軸に対し半径方向へ平行に偏心させ得
るウインドー15が光軸方向に対し傾斜可能に設けられ
ている。また、上記回転筒14の下端面にはレンズホル
ダ16が上記光軸の偏心方向と同一方向に摺動自在に取
り付けられている。このレンズホルダ16は、上記回転
筒14の下端開口14aと対向して上記ウインドー15
からのレ−ザ光を透過し焦点Fに集光するレンズ17を
支持している。さらに、レンズホルダ16下端には上記
レンズ17と同軸状に逆円錐状のノズル18が装着され
ている。In FIG. 1, a slide cylinder 13 is slidably attached to the leading end of the introducing cylinder 8 along the optical axis of the incident laser, and a rotary cylinder 14 is attached to the slide cylinder 13 about the optical axis.
Is rotatably supported. Inside the rotary cylinder 14, a window 15 that can transmit the incident laser light from the introduction cylinder 8 and decenter its output optical axis in the radial direction parallel to the input optical axis is tiltable with respect to the optical axis direction. It is provided. A lens holder 16 is slidably attached to the lower end surface of the rotary cylinder 14 in the same direction as the eccentric direction of the optical axis. The lens holder 16 faces the lower end opening 14 a of the rotary cylinder 14 and faces the window 15 a.
It supports a lens 17 that transmits the laser light from the lens and focuses it on the focal point F. Further, an inverted conical nozzle 18 is mounted coaxially with the lens 17 at the lower end of the lens holder 16.
【0016】スライド筒13は導入筒8にブッシュ19
を介して軸方向に摺動自在に取り付けられ一側上方に支
持ロッド20を突設している。この支持ロッド20が導
入筒8側部に設けた案内筒21に挿入され、その上端部
でギャップコントロ−ル用昇降駆動部22に連結されて
いる。この昇降駆動部22は、導入筒8上部に設けた減
速機付モ−タ23とこのモ−タ23の出力軸23aに一
端を固定した揺動ア−ム24にてなり、この揺動ア−ム
24の揺動端が上記支持ロッド20に形成された係合溝
20aに係合し、この揺動ア−ム24の動きにより支持
ロッド20に昇降動を与えるようになっている。The slide cylinder 13 has a bush 19 on the introduction cylinder 8.
A support rod 20 is slidably attached in the axial direction via a support rod 20 protruding upward from one side. The support rod 20 is inserted into a guide cylinder 21 provided on the side of the introduction cylinder 8 and is connected to a gap control lift drive unit 22 at its upper end. The elevating / lowering drive unit 22 is composed of a motor 23 with a speed reducer provided on the upper portion of the introducing cylinder 8 and a swing arm 24 having one end fixed to an output shaft 23a of the motor 23. The swing end of the arm 24 engages with the engagement groove 20a formed in the support rod 20, and the movement of the swing arm 24 causes the support rod 20 to move up and down.
【0017】上記レンズホルダ16に取り付けられたノ
ズル18には図示しないがノズル先端とワ−クWとの間
のギャップ量を検出する静電容量センサが設けられ、こ
の検出信号を基に上記モ−タ23が制御され、スライド
筒13から先端側のヘッド部分を光軸方向に微小移動
し、常に一定のギャップ量が保たれるようになってい
る。The nozzle 18 attached to the lens holder 16 is provided with an electrostatic capacitance sensor (not shown) for detecting the gap amount between the nozzle tip and the work W. Based on the detection signal, the electrostatic capacitance sensor is provided. The head 23 is controlled so that the head portion on the front end side is slightly moved from the slide cylinder 13 in the optical axis direction, so that a constant gap amount is always maintained.
【0018】また、上記スライド筒13には、回転駆動
用のモ−タ25が搭載され、このモ−タ25の出力軸2
5aにはギヤ26が取り付けられている。回転筒14
は、上記スライド筒13に軸受27を介して回転自在に
支持されている。この回転筒14の外周には従動ギヤ2
8が固定され、上記モ−タ25のギヤ26に噛合されて
いる。したがって、上記モ−タ25、ギヤ26および従
動ギヤ28により回転筒14の回転駆動部が構成されて
いる。A motor 25 for rotation driving is mounted on the slide cylinder 13, and the output shaft 2 of the motor 25 is mounted.
A gear 26 is attached to 5a. Rotating cylinder 14
Are rotatably supported by the slide cylinder 13 via bearings 27. The driven gear 2 is provided on the outer circumference of the rotary cylinder 14.
8 is fixed and meshed with the gear 26 of the motor 25. Therefore, the motor 25, the gear 26, and the driven gear 28 constitute a rotary drive unit of the rotary cylinder 14.
【0019】図2および図3で示すように、回転筒14
の内部には、入射光軸に対し直交する方向にウインドー
支持軸29が回転自在に取り付けられ、この軸29に上
記ウインドー15がホルダ30を介して保持されてい
る。ウインドー15は、導入筒8からのレ−ザ光を入射
する位置に対向され、上記軸29を支点にある程度の角
度内で揺動しても全入射光を透過できるように略長円形
状となっている。As shown in FIGS. 2 and 3, the rotary cylinder 14
A window supporting shaft 29 is rotatably mounted in the inside of the casing in a direction orthogonal to the incident optical axis, and the window 15 is held on the shaft 29 via a holder 30. The window 15 is opposed to a position where the laser light from the introduction tube 8 is incident, and has a substantially oval shape so that all incident light can be transmitted even if it is swung about the shaft 29 within a certain angle. Has become.
【0020】このウインドー15はレ−ザ光の透過率の
極めて高い材料、例えばZnSe等の平行平板を用いて
いる。そして、入射される平行光に対し図1にて例えば
2点鎖線で示すようにウインドー15の角度θを変化さ
せることにより、ウインドー15を透過した出射光軸を
入射光軸に対し平行にかつ一直線方向にR量偏心させる
ことができる。The window 15 uses a material having a very high transmittance of laser light, for example, a parallel plate such as ZnSe. Then, by changing the angle θ of the window 15 with respect to the incident parallel light as shown by, for example, a two-dot chain line in FIG. 1, the emission optical axis transmitted through the window 15 is parallel to the incident optical axis and is straight. The R amount can be eccentric in the direction.
【0021】レンズホルダ16は、回転筒14の下端面
に形成したガイド31に沿って図1において左右方向に
摺動自在に支持されている。レンズホルダ16内部には
レンズマウント32を介しレンズ17が保持され、レン
ズホルダ16の移動と一体にレンズ中心が移動される。The lens holder 16 is slidably supported in the left-right direction in FIG. 1 along a guide 31 formed on the lower end surface of the rotary cylinder 14. The lens 17 is held inside the lens holder 16 via the lens mount 32, and the lens center is moved integrally with the movement of the lens holder 16.
【0022】次に、このレンズホルダ16と、ウインド
ー15の駆動機構について説明する。Next, the lens holder 16 and the drive mechanism for the window 15 will be described.
【0023】図3ないし図5で示すように回転筒14の
外部一側に、モ−タ33が取り付けられ、このモ−タ3
3の出力軸33aにプ−リ34が取り付けられている。
また、回転筒14下端に固定され上記レンズホルダ16
に対設されたブラケット35に、レンズホルダ16の送
り方向のねじ軸36が回転自在に支持されている。この
ねじ軸36の先端はボ−ルねじ37が形成され、レンズ
ホルダ16に固定されたナット38に螺合されている。
ねじ軸36の外端にはプ−リ39が取り付けられ、上記
プ−リ34との間に巻回されたタイミングベルト40を
介し、上記モ−タ33から回転が伝達されねじ送りによ
ってレンズホルダ16に直線運動が与えられるようにな
っている。As shown in FIGS. 3 to 5, a motor 33 is attached to one side of the rotary cylinder 14 on the outside thereof.
A pulley 34 is attached to the output shaft 33a of No. 3.
Further, the lens holder 16 fixed to the lower end of the rotary cylinder 14
A screw shaft 36 in the feed direction of the lens holder 16 is rotatably supported by a bracket 35 provided opposite to the bracket 35. A ball screw 37 is formed at the tip of the screw shaft 36 and is screwed into a nut 38 fixed to the lens holder 16.
A pulley 39 is attached to the outer end of the screw shaft 36, and rotation is transmitted from the motor 33 via a timing belt 40 wound between the pulley 34 and the lens holder 34 by screw feeding. 16 is given a linear motion.
【0024】さらに、図2および図3で示すように、レ
ンズホルダ16には一側上方に向かってラックプレ−ト
41が突設されその上端にレンズホルダ16の移動方向
と同一方向のラック42が形成されている。このラック
42に対し、上記ウインドー支持軸29の一端に一体に
取り付けられたピニオン43が噛合されている。すなわ
ち、レンズホルダ16の動きに連動してラック42、ピ
ニオン43を介し軸29が回転され、ウインドー15に
揺動運動が与えられる。Further, as shown in FIGS. 2 and 3, the lens holder 16 is provided with a rack plate 41 projecting upward one side, and a rack 42 in the same direction as the moving direction of the lens holder 16 is provided at the upper end thereof. Has been formed. A pinion 43 integrally attached to one end of the window support shaft 29 is meshed with the rack 42. That is, the shaft 29 is rotated via the rack 42 and the pinion 43 in association with the movement of the lens holder 16, and the swing motion is given to the window 15.
【0025】このようにして、ウインドー15とレンズ
ホルダ16とを機械的に連結して1つの駆動源で同期動
作させている。すなわち、上記モ−タ33、プ−リ3
4、タイミングベルト40、プ−リ39、ボ−ルねじ3
7およびナット38によりホルダ駆動部が構成され、上
記ラック42、ピニオン43にてウインドー15の連動
手段が構成されている。これらの機構部は全て外側をカ
バ−44で覆われ、レ−ザ光やスパッタから保護されて
いる。In this way, the window 15 and the lens holder 16 are mechanically connected to each other so that they are synchronously operated by one driving source. That is, the motor 33 and the pulley 3
4, timing belt 40, pulley 39, ball screw 3
7 and the nut 38 constitute a holder drive section, and the rack 42 and the pinion 43 constitute interlocking means of the window 15. The outsides of all of these mechanical parts are covered with a cover 44 to protect them from laser light and spatter.
【0026】また、この場合、ウインドー15を透過す
るレ−ザ光の入射角と屈折率との関係からウインドー1
5の傾斜角度θと出射光軸の偏心量の関係を計算してお
き、この偏心量がレンズ中心の回転筒回転中心Lからの
移動量Rと略一致するようにピニオン43径等の構成条
件を決定する。Further, in this case, the window 1 is obtained from the relationship between the incident angle of the laser light transmitted through the window 15 and the refractive index.
The relationship between the inclination angle θ of 5 and the eccentricity of the outgoing optical axis is calculated in advance, and the configuration conditions such as the diameter of the pinion 43 are set so that the eccentricity substantially matches the movement amount R of the lens center from the rotation cylinder rotation center L. To decide.
【0027】そして、レンズホルダ16の移動によって
このレンズホルダ16に支持されたレンズ中心を加工す
べき円の半径R分偏心させることにより、このレンズ中
心と上記ウインドー15からの偏心光軸とが略一致する
ように上記ウインドー15の角度θが調整される。By moving the lens holder 16 to decenter the lens center supported by the lens holder 16 by the radius R of the circle to be machined, the center of the lens and the eccentric optical axis from the window 15 are substantially formed. The angle θ of the window 15 is adjusted so as to match.
【0028】例えば、図7(a)(b)のように、加工
すべき円O1 、O2 の半径R1 、R2 に応じてモ−タ3
3を制御し、レンズ中心L1 、L2 を回転筒14の回転
中心Lから半径R1 、R2 分移動させることにより、こ
れに対応した角度θ1 、θ2にウインドー15が傾斜さ
れ、その出射光軸をレンズ中心L1 、L2 に合わせるこ
とができる。For example, as shown in FIGS. 7 (a) and 7 (b), the motor 3 is selected according to the radii R1 and R2 of the circles O1 and O2 to be machined.
By controlling 3 to move the lens centers L1 and L2 from the rotation center L of the rotary cylinder 14 by radii R1 and R2, the window 15 is tilted at the corresponding angles θ1 and θ2, and the output optical axis of the lens 15 is changed to the lens. It can be aligned with the centers L1 and L2.
【0029】そして、加工プログラムにより、X、Y、
Z軸およびα、β軸を同時制御してヘッド1を所定の加
工位置に所定の加工姿勢に位置決めする。そのままの状
態で、モ−タ25を駆動し回転筒14を回転させながら
レ−ザ光を照射することにより、上記他の制御軸を動か
すことなく、所望半径の円加工が簡単に行える。Then, according to the machining program, X, Y,
The head 1 is positioned at a predetermined processing position and a predetermined processing posture by simultaneously controlling the Z axis and the α and β axes. By irradiating the laser light while driving the motor 25 and rotating the rotary cylinder 14 in the state as it is, the circular machining of the desired radius can be easily performed without moving the other control shafts.
【0030】また、回転筒14の回転軸をU軸、レンズ
17およびウインドー15の駆動軸をV軸として、NC
制御軸に加え、両軸とも加工プログラムによって自動制
御することもできる。この場合、ピアッシングから円加
工までの光軸送りをX、Y、Z軸を動かすことなく単に
U、V軸制御のみで行える。Further, the rotation axis of the rotary cylinder 14 is the U axis, and the drive axes of the lens 17 and the window 15 are the V axis.
In addition to the control axis, both axes can be automatically controlled by a machining program. In this case, the optical axis feeding from piercing to circular machining can be performed simply by controlling the U and V axes without moving the X, Y and Z axes.
【0031】あるいは、加工プログラムの編成や別途ソ
フトを付加することにより、真円に限らず楕円、矩形等
の様々な形状加工を行うことも可能である。Alternatively, it is possible to perform not only a perfect circle but also various shapes such as an ellipse and a rectangle by adding a machining program organization or additional software.
【0032】なお上記実施例においては、ウインドー1
5をレンズ17の駆動部と同一駆動源で機械的に連動さ
せたが、これに限らず、それぞれに駆動源を設け、例え
ばレンズ駆動軸をVL 軸、ウインドー駆動軸をVW 軸と
してNCにより互いにモ−タ回転量を関連づけて個別に
駆動制御させることもできる。In the above embodiment, the window 1
5 is mechanically interlocked with the same drive source as the drive unit of the lens 17, but not limited to this, a drive source is provided for each, and for example, the lens drive axis is the VL axis and the window drive axis is the VW axis. It is also possible to individually control the drive in association with the motor rotation amount.
【0033】また、本発明のレ−ザ加工ヘッドは図6の
ようなレ−ザ加工機に限らず、他のレ−ザ加工用多関節
ロボットや、平板加工用のレ−ザ加工機にも取り付ける
ことができる。Further, the laser processing head of the present invention is not limited to the laser processing machine as shown in FIG. 6, but may be used in other articulated robots for laser processing or laser processing machines for flat plate processing. Can also be attached.
【0034】[0034]
【発明の効果】本発明によれば、ヘッド内部のレンズを
加工すべき円の半径に応じて横移動させると同時にレ−
ザ光透過媒体のウインドーを傾斜させることでレンズへ
入射するレ−ザ光軸を回転軸に対し平行に偏心させレン
ズ中心に合わせることにより、簡単な構造で、複雑な制
御も要らず、高精度な小円加工が行える。According to the present invention, the lens inside the head is moved laterally in accordance with the radius of the circle to be processed, and at the same time the laser is moved.
By tilting the window of the light transmission medium, the laser optical axis entering the lens is decentered parallel to the rotation axis and aligned with the center of the lens, making it a simple structure and requiring no complicated control. Can perform small circle processing.
【図1】本発明のレ−ザ加工ヘッドの一実施例を示す断
面図。FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a laser processing head according to the present invention.
【図2】図1のA−A断面図。FIG. 2 is a sectional view taken along line AA of FIG.
【図3】図2のB−B断面図。3 is a sectional view taken along line BB of FIG.
【図4】図2のC−C断面図。FIG. 4 is a sectional view taken along line CC of FIG.
【図5】図1のD矢視側面図。FIG. 5 is a side view taken along the arrow D in FIG.
【図6】本発明のレ−ザ加工ヘッドを取り付けたレ−ザ
加工装置の一例を示す正面図。FIG. 6 is a front view showing an example of a laser processing apparatus to which a laser processing head of the present invention is attached.
【図7】円加工時のレンズとウインドーの位置関係を説
明する概略図。FIG. 7 is a schematic diagram illustrating a positional relationship between a lens and a window during circular processing.
1 レ−ザ加工ヘッド 8 導入筒 9 レ−ザ発振器 11、12、7 レ−ザ光路を構成するダクトおよびブ
ラケット 14 回転筒 15 ウインドー 16 レンズホルダ 17 レンズ 25 回転駆動部を構成するモ−タ 29 ウインドー支持軸 33 ホルダ駆動部を構成するモ−タ 42、43 連動手段を構成するラック、ピニオン1 Laser Processing Head 8 Introducing Tube 9 Laser Oscillator 11, 12, 7 Duct and Bracket Constituting Laser Optical Path 14 Rotating Tube 15 Window 16 Lens Holder 17 Lens 25 Motor Constituting Rotation Driving Section 29 Window support shaft 33 Motors 42, 43 constituting holder driving unit Rack, pinion constituting interlocking means
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西 正則 福岡県北九州市八幡西区黒崎城石2番1号 株式会社安川電機八幡工場内 (72)発明者 大倉 正彦 福岡県北九州市八幡西区黒崎城石2番1号 株式会社安川電機八幡工場内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Masanori Nishi Nishi No. 2 Kurosaki Shiroishi, Yawatanishi-ku, Kitakyushu, Fukuoka Prefecture (72) In Yaskawa Electric Hachiman Factory (72) Masahiko Okura No. 2 Kurosaki Shiroishi, Hachiman Nishi-ku, Kitakyushu, Fukuoka Prefecture No. 1 Yasukawa Electric Co., Ltd. Hachiman factory
Claims (1)
ザ光が導入される導入筒と、この導入筒先端にレ−ザ光
の入射光軸を中心に回転自在に取り付けられた回転筒
と、この回転筒に回転運動を与える回転駆動部と、上記
回転筒内において上記入射光軸と直交する軸を中心に回
動自在に支持され上記導入筒からのレ−ザ光を透過しそ
の出射光軸を上記入射光軸に対し平行に偏心させ得るウ
インドーと、上記回転筒に対し上記出射光軸の偏心方向
に直線移動自在に取り付けられたレンズホルダと、この
レンズホルダに支持され上記ウインドーからのレ−ザ光
を透過し焦点に集光するレンズと、上記レンズホルダを
直線駆動するホルダ駆動部と、上記ホルダ駆動部に連結
され上記レンズ中心に対し上記ウインドーからの出射光
軸が略一致するように上記ウインドーに回転動作を与え
る連動手段とを具備したことを特徴とするレ−ザ加工ヘ
ッド。1. A laser from a laser oscillator through a laser optical path.
An introduction cylinder into which the laser light is introduced, a rotary cylinder attached to the tip of the introduction cylinder so as to be rotatable about the incident optical axis of the laser light, a rotary drive unit for imparting a rotary motion to the rotary cylinder, A window that is rotatably supported in the rotating cylinder about an axis orthogonal to the incident optical axis and that can transmit the laser light from the introducing cylinder and decenter its outgoing optical axis in parallel to the incident optical axis. A lens holder that is linearly movable in the eccentric direction of the emission optical axis with respect to the rotary cylinder; and a lens that is supported by the lens holder and that transmits laser light from the window and focuses it on a focus. A holder driving unit that linearly drives the lens holder, and interlocking means that is connected to the holder driving unit and that rotates the window so that the optical axis of the light emitted from the window substantially coincides with the center of the lens. Les characterized in that was - The processing head.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4186011A JPH06677A (en) | 1992-06-18 | 1992-06-18 | Laser machining head |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4186011A JPH06677A (en) | 1992-06-18 | 1992-06-18 | Laser machining head |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06677A true JPH06677A (en) | 1994-01-11 |
Family
ID=16180821
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4186011A Pending JPH06677A (en) | 1992-06-18 | 1992-06-18 | Laser machining head |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06677A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2025170341A1 (en) * | 2024-02-06 | 2025-08-14 | 주식회사 필옵틱스 | System and method for circular machining of transparent brittle material using ultrafast laser |
-
1992
- 1992-06-18 JP JP4186011A patent/JPH06677A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2025170341A1 (en) * | 2024-02-06 | 2025-08-14 | 주식회사 필옵틱스 | System and method for circular machining of transparent brittle material using ultrafast laser |
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