JP7118286B2 - Processing head and laser processing equipment - Google Patents
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Description
本発明は、吸着機能を利用した脱着装置を備える加工ヘッドおよびレーザ加工装置に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a processing head and a laser processing apparatus equipped with a detaching device that utilizes a suction function.
加工ヘッドと駆動機構とを備え、予め設定された軌跡で駆動機構によって加工ヘッドおよび加工対象であるワークを相対的に移動させて切断加工などを行うレーザ加工装置が知られている。このようなレーザ加工装置では、加工時に、加工ヘッドが反ったワークに衝突することによる衝撃、あるいはレーザ加工装置の作業者の誤操作またはレーザ加工装置の故障によって加工ヘッドがワークに衝突することによる衝撃で、加工ヘッドが破損してしまう場合がある。 2. Description of the Related Art A laser processing apparatus is known that includes a processing head and a drive mechanism, and performs cutting or the like by relatively moving the processing head and a work to be processed by the drive mechanism along a preset trajectory. In such a laser processing device, the shock caused by the processing head colliding with the warped work during processing, or the shock caused by the processing head colliding with the work due to erroneous operation of the laser processing device by the operator or failure of the laser processing device. In some cases, the processing head may be damaged.
そこで、吸着機能を利用した脱着装置として、衝突時に加工ヘッドに加わる衝撃力を一定値以下に抑え、加工ヘッドの破損を防止する破損防止装置が用いられている。特許文献1に記載の破損防止装置は、駆動機構に固定されたプレートと、加工ヘッドを固定するとともにプレートと連結されるホルダと、を備える。また、特許文献1に記載の破損防止装置は、プレートがホルダと連結される連結面およびホルダがプレートと連結する連結面の一方に埋め込まれ、他方の連結面を吸着する磁石を備える。これによって、2つの構成部材であるプレートとホルダとが磁石によって吸着される。そして、磁石の吸着力を超える力が加工ヘッドに加えられると、加工ヘッドはプレートから分離する。つまり、加工ヘッドに加わる衝撃力を逃がすことによって、加工ヘッドの破損が回避される。 Therefore, as a detaching device using a suction function, a breakage prevention device is used that suppresses the impact force applied to the processing head at the time of collision to a certain value or less to prevent damage to the processing head. A breakage prevention device described in Patent Document 1 includes a plate fixed to a drive mechanism, and a holder that fixes a processing head and is connected to the plate. Further, the breakage prevention device described in Patent Document 1 includes a magnet embedded in one of a connection surface where the plate is connected to the holder and a connection surface where the holder is connected to the plate and attracts the other connection surface. As a result, the two components, the plate and the holder, are attracted by the magnet. When a force exceeding the attracting force of the magnet is applied to the machining head, the machining head separates from the plate. In other words, by releasing the impact force applied to the machining head, damage to the machining head is avoided.
しかしながら、通常の加工時において、ホルダが落下しないようにホルダとプレートとの間を吸着するためには、多くの磁石が必要となり、破損防止装置の重量が重くなってしまう。そのため、特許文献1に記載の破損防止装置を、加工装置の加工ヘッドにおける2つの構成部材のそれぞれを吸着して脱着可能に連結する脱着装置として使用すると、2つの構成部材の脱着を容易に行うことができないという問題があった。そのため、2つの構成部材間を吸着によって固定しつつ、2つの構成部材を連結した構造物の重量を従来に比して軽量化することができる脱着装置を有する加工ヘッドが望まれていた。 However, during normal processing, many magnets are required to attract the holder and the plate so that the holder does not fall off, which increases the weight of the breakage prevention device. Therefore, when the breakage prevention device described in Patent Document 1 is used as a detachable device that adsorbs and detachably connects two component members in the processing head of the processing device, the two component members can be easily detached. I had a problem that I couldn't. Therefore, there has been a demand for a processing head having a detaching device capable of reducing the weight of the structure in which the two structural members are connected while fixing the two structural members by suction.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、2つの構成部材間を吸着によって固定しつつ、2つの構成部材を連結した構造物の重量を従来に比して軽量化することができる加工ヘッドを得ることを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above, and can reduce the weight of a structure in which two structural members are connected while fixing two structural members by adsorption. The object is to obtain a machining head.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る加工ヘッドは、アームと、アームを回転させる回転機構と、アームおよび回転機構の内部を伝播してきたレーザ光を集光し、外部に出射する集光部と、を備える。アームは、第1構成部材と、第2構成部材と、第1構成部材および第2構成部材を吸着によって着脱可能に連結する脱着装置と、を有する。脱着装置は、第1構成部材に固定される第1部品と、第2構成部材に固定される第2部品と、第1部品の第1対向面と第2部品の第2対向面との間を連結する連結部材と、を備える。連結部材は、第2部品の第2対向面の中心部を取り囲むように第2部品の第2対向面上に配置される、磁石とヨークとを組み合わせた円環状の磁気回路構成部材である。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, a processing head according to the present invention includes an arm, a rotating mechanism for rotating the arm, condensing laser light propagated through the arm and the rotating mechanism, and a condensing part that emits light to the outside. The arm has a first component, a second component, and an attachment/detachment device that detachably couples the first component and the second component by suction. The attachment/detachment device includes a first component fixed to the first component, a second component fixed to the second component, and a gap between the first facing surface of the first component and the second facing surface of the second component. and a connecting member that connects the The connecting member is an annular magnetic circuit component that is a combination of a magnet and a yoke and is arranged on the second facing surface of the second component so as to surround the center of the second facing surface of the second component.
本発明によれば、2つの構成部材間を吸着によって固定しつつ、2つの構成部材を連結した構造物の重量を従来に比して軽量化することができるという効果を奏する。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it is effective in the weight of the structure which connected two components being fixed by adsorption|suction as compared with the former being able to be lightened.
以下に、本発明の実施の形態に係る加工ヘッドおよびレーザ加工装置を図面に基づいて詳細に説明する。なお、これらの実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。 A processing head and a laser processing apparatus according to embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited by these embodiments.
実施の形態1.
図1は、実施の形態1による脱着装置の構成の一例を示す分解斜視図である。ここでは、レーザ加工装置およびレーザ加工装置の加工ヘッドで使用される脱着装置10を例に挙げて説明する。脱着装置10は、加工ヘッドの光学系の一部に設けられる。つまり、脱着装置10は、駆動機構と集光部との間に設けられる。脱着装置10は、円盤状の第1部品11と、円盤状の第2部品12と、円環状の連結部材13と、を備える。Embodiment 1.
FIG. 1 is an exploded perspective view showing an example of the configuration of the attachment/detachment device according to Embodiment 1. FIG. Here, a laser processing device and a detaching
第1部品11は、一例では、加工ヘッドの構成部材のうち、レーザ加工装置の駆動機構側の構成部材に固定される部品である。第1部品11は、輪郭が真円形状であり、互いに対向して配置される第1面111および第2面112と、第1面111および第2面112の外周に沿って設けられる側面113と、を有する。第1部品11は、第1面111および第2面112の中心に、第1面111および第2面112に対して直交する方向に開口された光路孔114を有する。光路孔114は、レーザ光Lが通過するための貫通孔である。第1部品11は、固定部材によって駆動機構側の構成部材に固定される。固定部材は、一例では、ネジである。第1面111の予め定められた位置には図示しないネジ孔が設けられ、第1部品11は、ネジによって駆動機構側の構成部材と締結される。第2面112は、第1対向面に対応する。
In one example, the
第1部品11は、連結部材13と接する部分が磁性体材料で構成され、それ以外の部分は強度などの必要な物性を備えていれば、どのような材料で構成されてもよい。連結部材13と接しない部分は、一例では、金属、セラミックスまたは樹脂で構成される。硬質磁性材料および軟質磁性材料は、磁性体材料の一例である。軟質磁性材料は、自身単独では磁気を帯びていないが外部磁場により容易に磁化される材料である。実施の形態1で使用される第1部品11を構成する磁性体材料は、1×10-3[H/m]以上の透磁率を有する軟質磁性材料であることが望ましい。軟質磁性材料の一例は、軟鉄、パーマロイ、珪素鋼板、電磁ステンレスである。硬質磁性材料は、自身で磁気を保持できる材料であり、永久磁石ともいわれる。硬質磁性材料の一例は、鉄、ニッケル、コバルトである。The
第2部品12は、一例では、加工ヘッドの構成部材のうち、レーザ加工装置の集光部側の構成部材に固定される部品である。第2部品12は、輪郭が真円形状であり、互いに対向して配置される第3面121および第4面122と、第3面121および第4面122の外周に沿って設けられる側面123と、を有する。第2部品12は、第3面121および第4面122の中心に、第3面121および第4面122に対して直交する方向に開口された光路孔124を有する。光路孔124は、レーザ光Lが通過するための貫通孔である。第2部品12は、固定部材によって集光部側の部品に固定される。固定部材は、一例では、ネジである。第4面122の予め定められた位置にはネジ孔が設けられ、第2部品12は、ネジによって集光部側の構成部材と締結される。第2部品12は、強度などの必要な物性を備えていれば、どのような材料で構成されてもよい。第2部品12は、一例では、金属、セラミックスまたは樹脂で構成される。一例では、第2部品12は、金属である鉄で構成される。第3面121は、第2対向面に対応する。
In one example, the
連結部材13は、第1部品11と第2部品12との間を吸着によって連結する部材である。連結部材13は、光路孔124を取り巻くように、第2部品12の第3面121上に固定されている。連結部材13は、ネジによる締結、接着または融着などの方法によって、第2部品12に固定される。
The connecting
図2は、実施の形態1による脱着装置の連結部材の一例を模式的に示す斜視図であり、図3は、実施の形態1による脱着装置の連結部材の一例を示す一部拡大斜視図である。図3は、図2の領域R1を拡大した図である。実施の形態1の連結部材13は、磁気回路構成部材13Aである。磁気回路構成部材13Aは、円環状の磁石131と、円環状の磁石131の半径方向に垂直な外周面および内周面に接して配置される円環状の2つのヨーク132a,132bと、を有する。つまり、磁気回路構成部材13Aは、円環状の磁石131を外側と内側とから2つのヨーク132a,132bで挟んだ構造を有する。また、図3に示される例では、ヨーク132a,132bの第1部品11と対向する面の位置は、磁石131の第1部品11と対向する面の位置に比して第1部品11側に突出している。磁石131の一例は、ネオジム磁石である。ヨーク132a,132bは、軟質磁性材料である。ここでは、ヨーク132a,132bは、1×10-3[H/m]以上の透磁率を有する軟質磁性材料であることが望ましい。ヨーク132a,132bの一例は、軟鉄、パーマロイ、珪素鋼板、電磁ステンレスである。2 is a perspective view schematically showing an example of a connecting member of the detaching device according to the first embodiment, and FIG. 3 is a partially enlarged perspective view showing an example of the connecting member of the detaching device according to the first embodiment. be. FIG. 3 is an enlarged view of region R1 in FIG. The connecting
図2および図3で、磁石131の外周側がN極であり、内周側がS極であるとする。図3に示されるように、磁石131のN極からの磁束133は、外側のヨーク132aの吸着面133aから空間に延び、空間に延びた磁束133は、内側のヨーク132bの吸着面133bを通って磁石131に戻る磁気回路が形成される。なお、以下では、連結部材13は磁気回路構成部材13Aであるものとする。
In FIGS. 2 and 3, it is assumed that the outer circumference of the
図1に戻り、第2部品12の第3面121と第1部品11の第2面112とを対向させ、第3面121と第2面112とが互いに平行になる状態で、かつ第1部品11の光路孔114の位置と第2部品12の光路孔124の位置とが重なるように、第1部品11が磁気回路構成部材13Aに接触される。磁気回路構成部材13Aが第1部品11と接触すると、上記したように、磁気回路構成部材13Aによって、磁束133が磁気回路構成部材13Aから出て、第1部品11を通り、磁気回路構成部材13Aに戻る磁気回路が形成される。磁気回路が形成されることで、漏れ磁束の発生を抑制するとともに、磁束密度を制御することができる。そのため、磁石を単体で用いた場合に比べて、実施の形態1のように磁石131とヨーク132a,132bとを組み合わせた磁気回路構成部材13Aの吸着力を増大させることができる。磁石単体の場合に比して、磁石131とヨーク132a,132bとを組み合わせた磁気回路構成部材13Aの吸着力は3倍以上になることが知られている。
Returning to FIG. 1, the
図4は、実施の形態1による脱着装置における磁束分布を説明する一部断面図である。図4では、説明のため、円環状の磁石131から出る磁束133を3本の磁力線1331で表している。実施の形態1の脱着装置10では、上記したように、磁気回路構成部材13Aが第2部品12の上に固定される構成を有する。図4に示されるように、実施の形態1による脱着装置10では、磁気回路構成部材13Aの磁石131からヨーク132aを通って吸着面133aを経由して第1部品11に入り、第1部品11から吸着面133bを経由してヨーク132bに入り、磁石131に戻る磁力線1331が描かれている。図4では、磁束133を構成するすべての磁力線1331がヨーク132a,132bの吸着面133a,133bを通過する。
FIG. 4 is a partial cross-sectional view for explaining the magnetic flux distribution in the detaching device according to Embodiment 1. FIG. In FIG. 4, for the sake of explanation, the
図5は、従来の脱着装置における磁束分布を説明する一部断面図である。図5の脱着装置100において、図1と同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明を省略する。図5の脱着装置100は、特許文献1に記載された内容に基づくものである。図5の従来の脱着装置100は、磁気回路構成部材13Aが第2部品12に埋め込まれている。そして、第1部品11と第2部品12とは、面で接触している。なお、図5の脱着装置100でも、説明のため、磁石131から出る磁束133を3本の磁力線1332,1333で示している。
FIG. 5 is a partial cross-sectional view for explaining magnetic flux distribution in a conventional detaching device. In the attachment/
図5に示される従来の脱着装置100では、1本の磁力線1332は先ほどと同様にヨーク132a,132bの吸着面133a,133bを経由する経路をたどる。しかし、残り2本の磁力線1333は、磁石131からヨーク132aを半径方向に突き抜けて第2部品12に入り込み、そこから第1部品11を経由して、再び第2部品12に入り込み、そこからヨーク132bを半径方向に突き抜けて磁石131に戻る。つまり、磁力線1333は、ヨーク132a,132bの吸着面133a,133bを経由しない。入手性、価格および強度の面から、第2部品12に鉄を主成分とした材料が用いられる場合には、鉄が良好な磁性体であるため、このような傾向が現れやすい。
In the
磁力による吸着力は、吸着面133a,133bにおいて、磁束の密度が高いほど大きい。このため、同じ磁気回路構成部材13Aを使用した場合には、実施の形態1による図4の方が、従来の図5に比して大きな吸着力を得ることができる。つまり、同じ吸着力を実現する場合には、図4に示される実施の形態1による脱着装置10の方が、従来の図5の脱着装置100に比して小さな磁気回路構成部材13Aで済むことになる。その結果、磁気回路構成部材13Aと、磁気回路構成部材13Aを含む脱着装置10と、を軽量化することができる。
The attracting force due to the magnetic force increases as the density of the magnetic flux increases on the attracting
これによって、図示しないレーザ発振器から出射されたレーザ光Lが、駆動機構から加工ヘッドの集光部へと伝播されるときに、駆動機構と集光部との間に配置される脱着装置10を通過することができる。また、少なくとも第1部品11の磁気回路構成部材13Aと接する部分を、磁性体材料で構成することによって、磁気回路構成部材13Aの位置と磁性体材料の位置とが一致したときに、吸着力が最も強くなる。その結果、第1部品11と、磁気回路構成部材13Aを介した第2部品12と、の間の位置合わせを容易に行うことが可能になる。
As a result, when laser light L emitted from a laser oscillator (not shown) is propagated from the driving mechanism to the condensing part of the processing head, the attachment/
つぎに、このような脱着装置10を備えるレーザ加工装置の加工ヘッドについて説明する。図6は、実施の形態1によるレーザ加工装置の加工ヘッドの一例を示す斜視図である。ここで、レーザ光Lが加工ヘッド200に入射する方向をZ方向とし、Z方向に平行な面内で互いに直交する2つの方向をX方向およびY方向とする。
Next, a processing head of a laser processing apparatus having such a
加工ヘッド200は、第1アーム210と、第2アーム220と、回転機構230,240と、集光部250と、脱着装置10と、を備える。第1アーム210は、XY平面と平行な方向に延在する第1部分211と、XY平面に対して傾斜した第2部分212と、を有する。第2アーム220は、Z方向に延在する第3部分221と、XY平面に対して直角でない角度で傾斜した第4部分222と、を有する。一例では、第1アーム210および第2アーム220における傾斜角度は、45°である。すなわち、第2部分212および第4部分222は、鉛直方向に対して水平方向ではない角度で傾いた傾斜部分となる。第1アーム210および第2アーム220を構成する材料は、アームとしての強度などの必要な物性を備えていれば、どのような材料で構成されてもよい。一例では、第1アーム210および第2アーム220は、金属、セラミックスまたは樹脂によって構成される。
The
回転機構230,240は、第1アーム210または第2アーム220を回転させる。一例では、回転機構230は、第1アーム210と図示しない駆動機構との間に設けられ、回転機構240は、第1アーム210と第2アーム220との間に設けられる。回転機構230,240の一例は、モータである。また、第1アーム210は、回転機構230を介して駆動機構に固定されている。
集光部250は、第2アーム220の一方の端部に設けられる。集光部250は、レーザ光Lを集光する集光光学系251と、集光されたレーザ光Lが出射されるノズル252と、を有する。
The condensing
第2アーム220は、第4部分222で2つに分断される。すなわち、第2アーム220は、第4部分222における光路孔201の延在方向に垂直となるように二分される。これによって、加工ヘッド200は、集光部250側に配置される構成部材である集光部側部材225と、駆動機構側に配置される構成部材である駆動機構側部材226と、に二分される。上記した脱着装置10は、集光部側部材225と駆動機構側部材226とを連結する。
The
第1アーム210、第2アーム220、回転機構230,240、集光部250、および脱着装置10は、内部にレーザ光Lを通す光路孔201を有する。すなわち、光路孔201は、第1アーム210、第2アーム220、回転機構230,240、集光部250、および脱着装置10の内部を貫通する貫通孔である。また、第1アーム210および第2アーム220の内部の光路孔201が折れ曲がった部分には、図示しないが、レーザ光Lを光路孔201に沿って反射させる光学部品が設けられている。第1アーム210、第2アーム220、回転機構230,240、集光部250、および脱着装置10の各接続部における光路孔201の位置が一致するように、加工ヘッド200は組み立てられる。
The
図6に示される加工ヘッド200での動作について説明する。駆動機構側から加工ヘッド200に到達したレーザ光Lは、回転機構230、第1アーム210、回転機構240、第2アーム220および脱着装置10の内部に設けられる光路孔201内を伝播する。このとき、レーザ光Lは、光路孔201内に設けられた光学部品によって光路孔201の形状に沿って反射され、光路孔201内で伝播されて、集光部250に到達する。レーザ光Lは、集光部250の集光光学系251で集光された後、アシストガスとともにノズル252から、図示しない加工対象であるワークに向けて出射される。
The operation of the
図6に示される加工ヘッド200では、第1アーム210が回転機構230によってa軸を中心に回転し、第2アーム220が回転機構240によってb軸を中心に回転する。つまり、加工ヘッド200は2軸を中心に回転するため、三次元形状のワークの表面に対して、レーザ光Lを垂直に照射することができる。このようにレーザ光Lを照射することで、切断面の品質が確保される。
In the
また、集光部250がワークに衝突した際に、集光部250への衝撃力が第1部品11を吸着している磁気回路構成部材13Aの吸着力を超えると、集光部側部材225の位置が駆動機構側部材226に対してずれる。これによって、集光部250に加えられる外力は一定値以下に抑えられ、集光部250の損傷が抑制される。
Further, when the condensing
特許文献1に示した破損防止装置では、上記したように、加工ヘッドを保持するホルダをプレートに吸着させるために磁石を用いているが、加工ヘッドとホルダの重量を吸着によって保持するためには、多くの磁石が必要となる。その結果、破損防止装置を含めた加工ヘッドの重量が重たくなる。 In the breakage prevention device disclosed in Patent Document 1, as described above, a magnet is used to attract the holder holding the processing head to the plate. , many magnets are required. As a result, the weight of the processing head including the anti-breakage device becomes heavy.
第1アーム210または第2アーム220が回転すると、加工ヘッド200には、速度の二乗に比例する遠心力が加わる。特に、ワークを高速で加工しようとした場合には、大きな遠心力が加工ヘッド200にかかる。加工ヘッド200では、回転機構230,240によって「回転→停止」の動作が繰り返されており、第1アーム210および第2アーム220が重いほど、加工ヘッド200にかかる遠心力が大きくなる。そのため、特許文献1に記載の破損防止装置を、図6の加工ヘッド200に適用した場合には、加工ヘッド200の重量が重たくなるので、回転機構230,240には、大きな制動力を有する大型のモータが使用されることになる。このように、破損防止装置を含めた加工ヘッド200の重量に加えて、モータ自身の重量によって、加工ヘッド200の動作は緩慢となり、市場要求に見合う加工能力を有するレーザ加工装置を提供することは困難となる。
When the
しかし、実施の形態1による脱着装置10は、駆動機構側部材226と固定される第1部品11と、集光部側部材225と固定される第2部品12と、第2部品12に固定されるとともに磁石131とヨーク132a,132bとを組み合わせた磁気回路構成部材13Aと、を有する。通常、磁気回路構成部材13Aは、磁石単体の場合に比して、吸着力が3倍以上となるので、特許文献1の場合と同じ重量の加工ヘッド200を支えるには、特許文献1の場合の磁石の量に比して大幅に減らすことができる。つまり、実施の形態1による脱着装置10は、小型化することができる。
However, the attachment/
また、脱着装置10を小型化することができるので、加工ヘッド200を回転させる回転機構230,240には、大型のモータを使用する必要がなくなる。そのため、特許文献1に示した破損防止装置を使用する場合に比して、第1アーム210または第2アーム220の回転時に加工ヘッド200に加わる遠心力が小さくなる。その結果、特許文献1に記載の破損防止装置を使用する場合に比して、ワークへのレーザ光Lの照射位置の精度を高めながら、ワークの加工速度を上げることができる。
In addition, since the attachment/
さらに、実施の形態1による脱着装置10は、特許文献1に記載の破損防止装置に比して小型であるため、加工ヘッド200のアームのどの部分にでも取り付けることができる。中でも、脱着装置10をアームの傾斜部分に取り付けることが好ましい。これは、加工ヘッド200が光軸と垂直な方向からワークに衝突するいわゆる横当たりする場合のみならず、Z方向に沿ってワークと正面衝突する場合でも、脱着装置10が機能するからである。図6のような構成を有する加工ヘッド200の場合には、脱着装置10を、集光部250と接続される第2アーム220のXY平面に対して90°でない角度で傾斜した第4部分222に取り付けることが好ましい。これは、より小さな衝撃力で脱着装置10が機能するからである。
Furthermore, since the attachment/
また、脱着装置10の光路孔201が第2アーム220の光路孔201に一致するように、脱着装置10が第2アーム220に取り付けられている。そのため、加工ヘッド200がワークと衝突した際に、第2アーム220の駆動機構側部材226の光路孔201と集光部側部材225の光路孔201とがずれて、レーザ光Lが集光部250へと到達しなくなる。すなわち、加工ヘッド200がワークと衝突すると、瞬時に加工を行うレーザ光Lの集光部250からの出射を停止することができる。
Also, the attaching/detaching
以上のように、軽量化された実施の形態1による脱着装置10を取り付けた加工ヘッド200では、大型のモータを使用する必要がなく、特許文献1に記載の破損防止装置に比して軽量な加工ヘッド200を実現することができる。
As described above, the
なお、図1および図2で示した磁気回路構成部材13Aを有する脱着装置10は、一例であり、他の構成を有していてもよい。図7は、実施の形態1による脱着装置の他の構成例を示す分解斜視図である。なお、図1と同一の構成要素には、同一の符号を付して、その説明を省略する。
The attachment/
図7では、第1部品11は、円柱状の光路構成部115と、光路構成部115の両端に設けられる2つのフランジ116,117と、を有する。また、第2部品12は、円柱状の光路構成部125と、光路構成部125の両端に設けられる2つのフランジ126,127と、を有する。第1部品11の光路孔114は、フランジ116の第1面116aおよびフランジ117の第2面117aに垂直で、第1面116aの中心から光路構成部115を通り、第2面117aの中心まで貫通するように設けられる。第2部品12の光路孔124は、フランジ126の第3面126aおよびフランジ127の第4面127aに垂直で、第3面126aの中心から光路構成部125を通り、第4面127aの中心まで貫通するように設けられる。光路孔114,124は、レーザ発振器から出射されたレーザ光Lを通過させるための孔である。
In FIG. 7 , the
第1部品11のフランジ116は、図示しない加工ヘッドの駆動機構側部材226と固定部材によって固定される。第2部品12のフランジ127は、図示しない集光部側部材225と固定部材によって固定される。一例では、第1部品11のフランジ116および第2部品12のフランジ127には、図示しない通し孔が形成されている。そして、第1部品11のフランジ116と駆動機構側部材226に設けられるフランジとの間が、ボルトおよびナットによって締結される。同様に、第2部品12のフランジ127と集光部側部材225に設けられるフランジとの間が、ボルトおよびナットによって締結される。
The
第1部品11のフランジ117は、磁性体材料で構成される。磁性体材料は、軟質磁性材料および硬質磁性材料を含む。軟質磁性材料である場合には、フランジ117は、1×10-3[H/m]以上の透磁率を有する磁性材料であることが望ましい。軟質磁性材料の一例は、軟鉄、パーマロイ、珪素鋼板、電磁ステンレスである。硬質磁性材料の一例は、鉄、ニッケル、コバルトである。第1部品11のフランジ117以外の部分および第2部品12は、強度などの必要な物性を備えていれば、どのような材料で構成されてもよい。一例では、第1部品11のフランジ117以外の部分および第2部品12は、金属、セラミックス、樹脂で構成される。The
図7では、連結部材13は、円環状の磁気回路構成部材13Aではなく、3つの円板状の磁気回路構成部材13Bによって構成される。円板状の磁気回路構成部材13Bの直径は、フランジ126の第3面126aにおける中心を通る直径上で、光路孔124の外側とフランジ126の外周との間の距離であるフランジ幅よりも小さくされる。また、3つの円板状の磁気回路構成部材13Bは、フランジ126の第3面126aにおける光路孔124の周囲に、等間隔に配置される。
In FIG. 7, the connecting
図8は、実施の形態1による連結部材の他の構成例を示す斜視図であり、図9は、実施の形態1による連結部材の他の構成例を示す断面図である。連結部材13である磁気回路構成部材13Bは、円板状の磁石135と、円板状の磁石135の吸着面135a以外の面を覆うように設けられるヨーク136と、を備える。ヨーク136は、有底中空の円筒形状であり、中空部分に磁石135が配置される。つまり、有底中空の円筒形状のヨーク136が吸着面135aを除いて磁石135を覆う構造を有する。磁石135は、一例では、サマリウムコバルト磁石である。図8および図9の例では、磁石135の第1部品11に対向する面の位置と、ヨーク136の第1部品11に対向する面の位置と、は同じ位置となっている。
8 is a perspective view showing another configuration example of the connecting member according to the first embodiment, and FIG. 9 is a cross-sectional view showing another configuration example of the connecting member according to the first embodiment. The magnetic circuit component 13B, which is the connecting
図8および図9で、磁石135の吸着面135a側がS極であり、ヨーク136の底部との接触面135b側がN極であるとする。図9に示されるように、磁石135からの磁束133が、ヨーク136との接触面135bおよびヨーク136を経由して、ヨーク136の吸着面136aから空間に延び、空間に延びた磁束133は、磁石135に戻る磁気回路が形成される。
8 and 9, it is assumed that the
図7に戻り、第2部品12のフランジ126の第3面126aと第1部品11のフランジ117の第2面117aとを対向させ、第3面126aと第2面117aとが互いに平行になる状態で、かつ第1部品11の光路孔114の位置と第2部品12の光路孔124の位置とが重なるように、第1部品11が磁気回路構成部材13Bに接触される。磁気回路構成部材13Bが第1部品11と接触すると、上記したように、磁気回路構成部材13Bによって、磁束133が、磁気回路構成部材13Bから出て第1部品11を通り、磁気回路構成部材13Bに戻る磁気回路が形成される。磁気回路が形成されることで、漏れ磁束の発生を抑制するとともに、磁束密度を制御することができる。そのため、磁石を単体で用いた場合に比べて、図8および図9で示したように、磁石135とヨーク136とを組み合わせた磁気回路構成部材13Bの吸着力を増大させることができる。
Returning to FIG. 7, the
なお、図7の例では、連結部材13は、3個の磁気回路構成部材13Bで構成されていたが、集光部側部材225の重量に応じて、磁気回路構成部材13Bの個数を変えることができる。
In the example of FIG. 7, the connecting
実施の形態1では、脱着装置10は、レーザ加工装置の駆動機構側部材226と固定される第1部品11と、集光部側部材225と固定される第2部品12と、第2部品12に固定され、第1部品11を吸着する連結部材13と、を備える。また連結部材13は、磁石131,135とヨーク132a,132b,136とを有する磁気回路構成部材13A,13Bによって構成され、連結部材13と接する第1部品11の部分は、磁性体材料で構成される。これによって、集光部250がワークと衝突した場合に、脱着装置10における第2部品12の位置が第1部品11の位置に対してずれるように動き、集光部250に加わる衝撃力が一定値以下に抑えられる。また、磁石131,135とヨーク132a,132b,136とを組み合わせた磁気回路構成部材13A,13Bでは、磁束密度を制御することができる。そのため、磁気回路構成部材13A,13Bでの吸着力は、磁石単体を用いる場合に比して、大きくなり、同じ吸着力を得るために必要な磁気回路構成部材13A,13Bの重量が軽くなる。さらに、磁気回路構成部材13A,13Bの重量が軽くなるので、脱着装置10を加工ヘッド200に用いたときの加工ヘッド200の重量も軽くなり、加工ヘッド200を動作させる際に大型のモータを用いる必要がなくなる。その結果、加工ヘッド200がワークと衝突したときに、加工ヘッド200の重量を従来に比して軽量化することができるという効果を有する。また、加工ヘッド200を軽量化することができるので、集光部250のワークに対する位置の精度を確保することができるとともに、集光部250の所望の位置への移動時間を短縮することができる。
In Embodiment 1, the attachment/
さらに、特許文献1に記載の破損防止装置では、衝突時に分離するホルダとプレートとの接触面は、保持される加工ヘッド内の光路と平行になる。つまり、特許文献1に記載の技術では、光路から離れた、加工ヘッドの外側に破損防止装置を配置する必要がある。一方、実施の形態1では、衝突時に分離する連結部材13と第1部品11との接触面は、保持される集光部側部材225内の光路に対して直交する。つまり、実施の形態1では、加工ヘッド200を構成する部材に脱着装置10を配置することができ、特許文献1のように、加工ヘッド200の外側に破損防止装置を配置する必要がない。その結果、特許文献1の場合に比して、より小型の脱着装置10を実現することができる。
Furthermore, in the breakage prevention device described in Patent Document 1, the contact surface between the holder and the plate, which are separated at the time of collision, is parallel to the optical path in the held processing head. In other words, in the technique described in Patent Literature 1, it is necessary to arrange the breakage prevention device outside the processing head away from the optical path. On the other hand, in Embodiment 1, the contact surface between the connecting
実施の形態2.
図10は、実施の形態2による脱着装置の構成の一例を示す分解斜視図である。なお、以下では、実施の形態1と同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明を省略し、異なる部分について説明する。Embodiment 2.
FIG. 10 is an exploded perspective view showing an example of the configuration of the attachment/detachment device according to Embodiment 2. FIG. In the following description, the same reference numerals are assigned to the same components as those in the first embodiment, the description thereof is omitted, and the different parts are described.
実施の形態2では、連結部材13は、減圧器によって構成される。図10では、減圧器の一部であるパッド141が第2部品12の第3面121上に設けられる。パッド141は、一例では平面図で円形である。円形のパッド141の直径は、第2部品12の第3面121における中心を通る直径上で、光路孔124の外側と第2部品12の外周との間の距離よりも小さくされる。また、4つの円形のパッド141は、第2部品12の第3面121上で光路孔124の周囲に、等間隔に配置される。このような配置を採用することによって、たとえば、特許文献1のように、光路から離れた、加工ヘッドの外側に破損防止装置を配置する場合に比して、脱着装置10のサイズを最小限に留めることができる。
In Embodiment 2, the connecting
図11は、実施の形態2による脱着装置に用いられる減圧器の構成の一例を示す図である。減圧器13Cは、パッド141と、真空ポンプ142と、パッド141と真空ポンプ142との間をつなぐ配管143と、を備える。パッド141は、吸着の対象物と接する吸着面141aから配管143に向かって径が小さくなる漏斗状である。少なくとも対象物と接するパッド141の吸着面141aは、部分的にゴムまたは樹脂のような柔軟性を有する材料で構成される。また、パッド141は、配管143と接続される根元部分141bは、樹脂で構成される。図示されていないが、第2部品12のパッド141が配置される位置には、第2部品12の厚さ方向に貫通する通し孔が設けられている。パッド141は、この通し孔に挿入される。このとき、パッド141の根元部分141bを接着剤で第2部品12と接着することによって、パッド141を第2部品12に固定することができる。
FIG. 11 is a diagram showing an example of the configuration of a decompressor used in the desorption device according to Embodiment 2. FIG. The
配管143は、一例ではアルミパイプで構成される。配管143の一端は、パッド141の根元部分141bと接続され、他端は、真空ポンプ142と接続される。真空ポンプ142は、減圧器用に設けてもよいし、レーザ加工装置で使用される真空ポンプを用いてもよい。これによって、減圧機能を有する減圧器13Cが完成する。なお、図11では、1つのパッド141しか示されていないが、図10に示される各パッド141は、配管143を介して真空ポンプ142に接続されている。
The
このような減圧器13Cは、配管143内と大気圧との差圧を利用して部品を吸着することができる。例えば、面積100cm2のパッド141と、到達圧力が3kPaの真空ポンプ142と、を使用することで、33kgfの重量を支えることができる。吸着によって、加工ヘッド200の第2部品12に固定される集光部側部材225を保持することが可能な数のパッド141を設置すれば、実施の形態1のように磁気回路構成部材13A,13Bを使用せずに、集光部側部材225を吸着することができる。Such a
図12は、実施の形態2による脱着装置の他の構成例を示す分解斜視図である。以下では、実施の形態1および2と同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明を省略し、異なる部分について説明する。 FIG. 12 is an exploded perspective view showing another configuration example of the attachment/detachment device according to the second embodiment. In the following, the same reference numerals are assigned to the same components as those in the first and second embodiments, the description thereof is omitted, and the different parts are described.
図12では、連結部材13が、磁石145および減圧器によって構成される。図12では、減圧器の一部である2つの円形のパッド141と、4つの円形の磁石145と、が第2部品12の第3面121上に設けられる。2つのパッド141と4つの磁石145とは、第2部品12の第3面121における光路孔124の周囲に、等間隔に配置される。減圧器13Cは、図11で示したものと同様の構成を有する。また、磁石145は、永久磁石である。磁石145の一部を減圧器13Cで置き換えることによって、脱着装置10の軽量化が実現される。
In FIG. 12, the connecting
なお、このような脱着装置10を用いた加工ヘッド200がワークと衝突し、吸着力以上の力を受けた場合も、実施の形態1と同様に、集光部側部材225の位置が駆動機構側部材226に対してずれる。これによって、集光部250に加えられる外力は一定値以下に抑えられ、集光部250の損傷が抑制される。
Note that even when the
実施の形態2では、連結部材13に減圧器13Cが使用される。これによって、加工ヘッド200がワークと衝突したときに加工ヘッド200の破損を抑制しながら、加工ヘッド200の重量を従来に比して軽量化することができるという効果を有する。また、連結部材13に磁石145が用いられる場合には、磁石145の一部を減圧器13Cで置き換えることで、脱着装置10を軽量化することができる。
In Embodiment 2, a
実施の形態3.
実施の形態3では、実施の形態1の脱着装置10における連結部材13の他の例を説明する。Embodiment 3.
Embodiment 3 describes another example of the connecting
図13は、実施の形態3による脱着装置の連結部材の一例を模式的に示す斜視図であり、図14は、実施の形態3による脱着装置の連結部材の一例を示す一部拡大断面図である。図14は、図13の領域R2を拡大した図である。実施の形態3の連結部材13は、磁気回路構成部材15Aである。磁気回路構成部材15Aは、円環状の磁石151と、円環状の磁石151の底面に接して配置され、周方向に垂直な断面がU字型をした円環状のヨーク152と、を有する。円環状のヨーク152は、円環状の底面152aと、円環状の底面152aの外周側に設けられる側面152bと、円環状の底面152aの内周側に設けられる側面152cと、を有する。すなわち、円環状のヨーク152は、U字型の溝152tを有する。円環状の磁石151は、底面152aと接し、側面152b,152cと接しないように、円環状のヨーク152に設けられたU字型の溝152t内に設けられる。図13および図14に示される例では、ヨーク152の側面152b,152cの第1部品11と対向する面の位置は、磁石151の第1部品11と対向する面の位置と同じである。磁石151の一例は、ネオジム磁石である。ヨーク152は、軟質磁性材料である。
FIG. 13 is a perspective view schematically showing an example of a connecting member of a detaching device according to Embodiment 3, and FIG. 14 is a partially enlarged cross-sectional view showing an example of a connecting member of a detaching device according to Embodiment 3. be. FIG. 14 is an enlarged view of region R2 in FIG. The connecting
図13および図14で、磁石151の第1部品11に接する側がN極であり、ヨーク152の底面152aと接する底部側がS極であるとする。図14に示される磁気回路構成部材15Aでは、磁石151のN極からの磁束153が、空間に延び、ヨーク152の吸着面152dを通って、ヨーク152の外周側の側面152bまたは内周側の側面152cを通過し、底面152aから磁石151の底部に戻る磁気回路が形成される。
13 and 14, it is assumed that the side of the
図1において、第2部品12の第3面121と第1部品11の第2面112とを対向させ、第3面121と第2面112とが互いに平行になる状態で、かつ第1部品11の光路孔114の位置と第2部品12の光路孔124の位置とが重なるように、第1部品11が磁気回路構成部材15Aに接触される。磁気回路構成部材15Aが第1部品11と接触すると、上記したように、磁束153が磁気回路構成部材15Aから出て、第1部品11を通り、磁気回路構成部材15Aに戻る磁気回路が形成される。磁気回路が形成されることで、漏れ磁束の発生を抑制するとともに、磁束密度を制御することができる。そのため、磁石151を単体で用いた場合に比べて、実施の形態3のように磁石151とヨーク152とを組み合わせた磁気回路構成部材15Aの吸着力を増大させることができる。
In FIG. 1, the
図15は、実施の形態3による脱着装置の連結部材の他の構成例を示す分解斜視図であり、図16は、実施の形態3による脱着装置の連結部材の他の構成例を示す一部拡大斜視図である。図16は、図15の領域R3を拡大した図である。実施の形態3の連結部材13は、磁気回路構成部材15Bである。磁気回路構成部材15Bは、円弧状である複数の磁石155と、複数のヨーク156と、が交互に配置されて、円環状の形をしている。具体的には、複数の円弧状の磁石155が円環状に配置され、隣接する円弧状の磁石155の間に複数のヨーク156が配置されることによって、円環状の磁気回路構成部材15Bが構成される。磁石155の一例は、ネオジム磁石である。ヨーク156の一例は、珪素鋼板である。
15 is an exploded perspective view showing another configuration example of the connection member of the attachment/detachment device according to the third embodiment, and FIG. 16 is a part showing another configuration example of the connection member of the attachment/detachment device according to the third embodiment. It is an expansion perspective view. FIG. 16 is an enlarged view of region R3 in FIG. The connecting
図15および図16の磁気回路構成部材15Bにおいて、磁石155は、ヨーク156を挟んで同じ磁極が向き合うように配置されている。図16では、両端にあるヨーク156が磁石155のN極と接し、中央にあるヨーク156がS極と接するように配置されている。すなわち、両端にあるヨーク156はN極となり、中央にあるヨーク156はS極となる。このような磁気回路構成部材15Bでは、磁束157が、磁石155のN極からヨーク156を通り、吸着面157aから空間に延び、吸着面157bから中央のS極となるヨーク156を通って磁石155に戻る磁気回路が形成されている。
In the magnetic circuit component 15B of FIGS. 15 and 16, the
前述した例と同様に、第2部品12に設けられる磁気回路構成部材15Bが第1部品11と接触すると、上記したように、磁束157が磁気回路構成部材15Bから出て、第1部品11を通り、磁気回路構成部材15Bに戻る磁気回路が形成される。図13および図14に示した磁気回路構成部材15Aと同様に、磁石155とヨーク156とを組み合わせた磁気回路構成部材15Bの吸着力を増大させることができる。
As in the example described above, when the magnetic circuit component 15B provided in the
実施の形態3によっても、実施の形態1と同様の効果を得ることができる。 According to the third embodiment, it is possible to obtain the same effect as the first embodiment.
実施の形態4.
実施の形態4における脱着装置10は、第1部品11と第2部品12とが互いに向かい合う位置に、位置決め部品を有する。Embodiment 4.
The attachment/
図17は、実施の形態4による脱着装置の構成の一例を示す上面図である。図18は、実施の形態4による脱着装置の構成の一例を示す断面図であり、図17のXVIII-XVIII断面図である。脱着装置10の構成は、実施の形態1の図1から図3に示したものと同様であるので、実施の形態1と同一の構成要素には、同一の符号を付して、その説明を省略する。
FIG. 17 is a top view showing an example of the configuration of the attachment/detachment device according to the fourth embodiment. 18 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of the attachment/detachment device according to Embodiment 4, and is a cross-sectional view along line XVIII-XVIII in FIG. The configuration of the attachment/
上記したように、脱着装置10は、位置決め部品160を備える。位置決め部品160は、第1位置決め部材161および第2位置決め部材171を含む。第1部品11および第2部品12は、互いに向き合う位置に、それぞれ第1位置決め部材161および第2位置決め部材171を有する。第1位置決め部材161は、全ネジ163と、ナット164と、支持部品165と、を有する。第2位置決め部材171は、ボルト172と、突起部品173と、を有する。
As mentioned above, the
この例では、第1位置決め部材161は、第2部品12側に円錐形状の凹部165aを有する支持部品165を有し、第2位置決め部材171は、第1部品11側が球面状である突起部品173を有する。支持部品165は、円錐形状の凹部165aで、第2部品12に固定される球面状の突起部品173を支持する。突起部品173と支持部品165とは、脱着前後における脱着装置10の形状を同一にするための位置決め部品160である。
In this example, the
第1部品11には、第1位置決め部材161を設けるための通し孔118が設けられ、第2部品12には、第2位置決め部材171を設けるための通し孔128が設けられる。支持部品165は、通し孔118の位置で、固定部材である全ネジ163およびナット164を用いて、第1部品11の第2面112に固定される。突起部品173は、通し孔128の位置で、固定部材であるボルト172を用いて、第2部品12の第3面121に固定される。
The
脱着装置10の組立方法について説明する。まず、第1部品11の通し孔118に全ネジ163を通し、全ネジ163の一端に支持部品165を固定し、他端にナット164を締結することによって支持部品165を第1部品11に仮止めする。また、第2部品12の通し孔128にボルト172を通し、突起部品173を第2部品12に固定する。次いで、第2部品12に連結部材13を固定する。その後、第2部品12を台の上に置き、位置決め部品160を介して第1部品11が第2部品12の上に乗るように設置する。ここで、図3に示される磁気回路構成部材13Aの吸着面133a,133bが第1部品11の第2面112に面接触した状態を維持したまま、通し孔118の隙間を利用して支持部品165の位置が調整される。このとき、突起部品173と支持部品165とが片当たりしないように、支持部品165の位置が調整される。ここで、片当たりとは、球面状の突起部品173のボルト172を通る中心軸と、支持部品165の円錐形状の凹部165aの中心軸と、がずれた状態で、突起部品173が支持部品165の円錐形状の凹部165aと点接触した状態をいう。球面状の突起部品173の中心軸と、支持部品165の円錐形状の凹部165aの中心軸と、が一致した状態で、突起部品173と支持部品165の円錐形状の凹部165aとの接触部分が円環状となるように、支持部品165の位置が調整される。そして、第1部品11のナット164を締めて、支持部品165が第1部品11に固定される。
A method of assembling the attachment/
3つの位置決め部品160に対して、上記した調整を実行すると、第1部品11と第2部品12との接触状態が一意的に決まる。なお、位置決め部品160は3つが好ましいが、4つ以上でもよい。
When the above adjustment is performed on the three
実施の形態4の脱着装置10では、位置決め部品160を有しているため、脱着後に第1部品11と第2部品12とを元の状態に容易に復帰させることができ、再調整する手間が不要となる。なお、図17および図18では、図1から図3に示される脱着装置10に位置決め部品160を設ける場合を示したが、この位置決め部品160は、図1から図3に示した以外の実施の形態1から3に示した脱着装置10にも設けることができる。
Since the attachment/
従来の脱着装置では、磁石が埋め込まれた第2部品の第3面と、第1部品の第2面とを接触させる必要があるため、設計寸法通りに構成部品を加工し、それを精度よく組み上げる必要があった。この結果、従来の脱着装置では、品質の確保が難しく、製造コストが高くなってしまっていた。 In the conventional detaching device, it is necessary to bring the third surface of the second part in which the magnet is embedded and the second surface of the first part into contact with each other. I had to put it together. As a result, it was difficult to ensure the quality of the conventional desorption device, and the manufacturing cost was high.
一方、実施の形態4による脱着装置10では、第1部品11の第2面112と第2部品12の第3面121とが接触しない構造であり、位置決め部品160が第2面112と第3面121との間の距離を調整できる構造となっている。このため、脱着装置10の構成部品の寸法誤差の影響を受けず、連結部材13を第1部品11にきちんと面接触させた状態で、再現性が得られるように球面状の突起部品173と円錐形状の凹部165aを有する支持部品165とが片当たりしないように、第1部品11と第2部品12とを連結することができる。
On the other hand, the attachment/
脱着装置10にこのような形状の再現性が必要とされる一例は、図6のようなレーザ加工装置の加工ヘッド200である。形状の再現性があると、脱着時にレーザの光路が変わることがないため、加工ヘッド200がワークに衝突して脱着装置10で分離した場合にも、レーザ加工装置の性能を低下させることなく、加工ヘッド200を復帰させることができる。
An example in which such shape reproducibility is required for the detaching
このように、実施の形態4による脱着装置10は、安定した品質を確保できるが、部品寸法に対する許容幅が大きく、組立も容易であるため、脱着装置10を搭載した加工ヘッド200の技術革新に貢献することができる。
As described above, the detaching
実施の形態5.
図19は、実施の形態5によるレーザ加工装置の構成の一例を示す図である。図19において、実施の形態1から4と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。図19において、水平面内で互いに直交する2つの方向をX方向およびY方向とし、X方向およびY方向に垂直な方向をZ方向とする。すなわち、Z方向は、鉛直方向である。Embodiment 5.
19 is a diagram showing an example of the configuration of a laser processing apparatus according to Embodiment 5. FIG. In FIG. 19, the same parts as in Embodiments 1 to 4 are denoted by the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted. In FIG. 19, the two directions perpendicular to each other in the horizontal plane are the X direction and the Y direction, and the direction perpendicular to the X direction and the Y direction is the Z direction. That is, the Z direction is the vertical direction.
レーザ加工装置300は、レーザ発振器310と、加工機本体320と、加工ヘッド200と、を備える。レーザ発振器310は、ワークに照射させるレーザ光Lを発振する。レーザ光Lは、一例では、パルス状に発振される。ワークである板金を切断する場合には、高出力を有するCO2レーザ発振器またはファイバーレーザ発振器が使用される。加工機本体320は、駆動機構と、レーザ発振器310からのレーザ光Lを加工ヘッド200まで導く光学系と、を有する。加工ヘッド200は、加工機本体320の駆動機構に固定されている。加工ヘッド200は、一例では、図6に示される構成を有する。レーザ発振器310から出射されたレーザ光Lは、加工機本体320に設けられる光学系および加工ヘッド200を経て出射される。The
加工機本体320は、加工ヘッド200をZ方向に移動させるZ軸稼働部321と、加工ヘッド200をX方向に移動させるX軸稼働部322と、を有する。Z軸稼働部321およびX軸稼働部322は、ゲート331に取り付けられる。ゲート331は、一例では、レーザ加工装置300の設置面に固定される。
The processing machine
また、レーザ加工装置300は、ワークを載置するワークステージ332と、ワークステージ332をY方向に移動させるY軸稼働部323と、をさらに有する。
The
Z軸稼働部321、X軸稼働部322およびY軸稼働部323は、レーザ加工装置300の駆動機構を構成する。すなわち、図19のレーザ加工装置300の駆動機構は、水平面内にX軸およびY軸からなる2軸の移動軸を有し、鉛直方向にZ軸からなる1軸の移動軸を有し、3軸で動作する。これによって、加工ヘッド200は、図6で示したa軸およびb軸の2軸の動作に加えて、駆動機構による3軸の動作が可能である。
The Z-axis operating section 321 , the X-axis operating section 322 and the Y-
この加工ヘッド200に、実施の形態1から4で示した脱着装置10を適用することができる。
The detaching
実施の形態5では、レーザ加工装置300は、実施の形態1から4で示した脱着装置10を有する加工ヘッド200を備える。これによって、2つの構成部材間を吸着によって固定しつつ、2つの構成部材を脱着装置10で連結した構造物の重量を従来に比して軽量化することができる。また、軽量化した脱着装置10が得られるため、加工ヘッド200の動作時の慣性力が低下する。その結果、特許文献1に記載の技術に比較して、三次元構造の板金を加工するレーザ加工装置300において、位置精度が確保されるとともに移動時間を短縮することができる。つまり、市場要求に見合った加工品質を実現する三次元構造の板金を加工するレーザ加工装置300を提供できるという効果を奏する。
In Embodiment 5, a
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。 The configuration shown in the above embodiment shows an example of the content of the present invention, and it is possible to combine it with another known technology, and one configuration can be used without departing from the scope of the present invention. It is also possible to omit or change the part.
10,100 脱着装置、11 第1部品、12 第2部品、13 連結部材、13A,13B,15A,15B 磁気回路構成部材、13C 減圧器、111,116a 第1面、112,117a 第2面、113,123,152b,152c 側面、114,124,201 光路孔、115,125 光路構成部、116,117,126,127 フランジ、118,128 通し孔、121,126a 第3面、122,127a 第4面、131,135,145,151,155 磁石、132a,132b,136,152,156 ヨーク、133,153,157 磁束、133a,133b,135a,136a,141a,152d,157a,157b 吸着面、135b 接触面、141 パッド、141b 根元部分、142 真空ポンプ、143 配管、152a 底面、152t 溝、160 位置決め部品、161 第1位置決め部材、163 全ネジ、164 ナット、165 支持部品、165a 凹部、171 第2位置決め部材、172 ボルト、173 突起部品、200 加工ヘッド、210 第1アーム、220 第2アーム、225 集光部側部材、226 駆動機構側部材、230,240 回転機構、250 集光部、251 集光光学系、252 ノズル、300 レーザ加工装置、310 レーザ発振器、320 加工機本体、321 Z軸稼働部、322 X軸稼働部、323 Y軸稼働部、331 ゲート、332 ワークステージ、1331,1332,1333 磁力線。 Reference Signs List 10, 100 detaching device 11 first part 12 second part 13 connecting member 13A, 13B, 15A, 15B magnetic circuit component 13C decompressor 111, 116a first surface 112, 117a second surface, 113, 123, 152b, 152c side surface 114, 124, 201 optical path hole 115, 125 optical path forming part 116, 117, 126, 127 flange 118, 128 through hole 121, 126a third surface 122, 127a third surface 4 surfaces, 131, 135, 145, 151, 155 magnet, 132a, 132b, 136, 152, 156 yoke, 133, 153, 157 magnetic flux, 133a, 133b, 135a, 136a, 141a, 152d, 157a, 157b attraction surface, 135b contact surface, 141 pad, 141b root portion, 142 vacuum pump, 143 pipe, 152a bottom surface, 152t groove, 160 positioning component, 161 first positioning member, 163 full thread, 164 nut, 165 support component, 165a concave portion, 171 second 2 positioning member 172 bolt 173 projecting part 200 processing head 210 first arm 220 second arm 225 condensing part side member 226 driving mechanism side member 230, 240 rotating mechanism 250 condensing part 251 Condensing optical system 252 Nozzle 300 Laser processing device 310 Laser oscillator 320 Processing machine body 321 Z-axis operating unit 322 X-axis operating unit 323 Y-axis operating unit 331 Gate 332 Work stage 1331, 1332 , 1333 magnetic field lines.
Claims (12)
前記アームは、第1構成部材と、第2構成部材と、前記第1構成部材および前記第2構成部材を吸着によって着脱可能に連結する脱着装置と、を有し、
前記脱着装置は、前記第1構成部材に固定される第1部品と、前記第2構成部材に固定される第2部品と、前記第1部品の第1対向面と前記第2部品の第2対向面との間を連結する連結部材と、を備え、
前記連結部材は、前記第2部品の前記第2対向面の中心部を取り囲むように前記第2部品の前記第2対向面上に配置される、磁石とヨークとを組み合わせた円環状の磁気回路構成部材であることを特徴とする加工ヘッド。A processing head comprising an arm, a rotating mechanism that rotates the arm, and a condensing unit that collects laser light propagating inside the arm and the rotating mechanism and emits it to the outside,
The arm has a first component, a second component, and a detachable device that detachably connects the first component and the second component by suction,
The attachment/detachment device includes a first component fixed to the first component, a second component fixed to the second component, a first opposing surface of the first component and a second component of the second component. A connecting member that connects between the opposing surfaces,
The connecting member is arranged on the second facing surface of the second component so as to surround the center of the second facing surface of the second component, and has an annular magnetic circuit combining a magnet and a yoke. A processing head, characterized in that it is a component.
前記磁石は、円環状であり、前記ヨークの前記U字型の溝の底部と接触し、前記U字型の溝の側面とは接触しないように配置されることを特徴とする請求項1または2に記載の加工ヘッド。the yoke is annular and has a groove with a U-shaped cross section perpendicular to the circumferential direction;
3. The magnet is annular and arranged so as to be in contact with the bottom of the U-shaped groove of the yoke and out of contact with the sides of the U-shaped groove. 3. The processing head according to 2.
前記第2部品の前記第2対向面側に固定され、前記第1部品側が球面状の突起部品と、
前記第1部品の前記第1対向面側に設けられ、前記第2部品側が円錐形状の凹部である支持部品と、
前記支持部品を前記第1部品に固定する固定部材と、
を有することを特徴とする請求項8に記載の加工ヘッド。The positioning component is
a projecting component fixed to the second opposing surface side of the second component and having a spherical surface on the first component side;
a support component provided on the first opposing surface side of the first component and having a conical concave portion on the second component side;
a fixing member that fixes the support component to the first component;
9. The processing head of claim 8, comprising:
前記第2部品は、前記レーザ光が伝播し、前記第1光路孔に対応して設けられる第2光路孔を有し、
前記脱着装置は、前記第1部品の前記第1光路孔の位置と前記第2部品の前記第2光路孔の位置と、が一致するように、前記アームに設けられることを特徴とする請求項1から9のいずれか1つに記載の加工ヘッド。The first component has a first optical path hole through which the laser beam propagates,
The second component has a second optical path hole through which the laser beam propagates and is provided corresponding to the first optical path hole,
3. The attachment/detachment device is provided on the arm so that the position of the first optical path hole of the first part and the position of the second optical path hole of the second part are aligned. 10. The processing head according to any one of 1 to 9.
前記脱着装置は、前記アームの傾斜部分に設けられることを特徴とする請求項1から10のいずれか1つに記載の加工ヘッド。The arm has an inclined portion inclined with respect to the vertical direction,
The processing head according to any one of claims 1 to 10, wherein the attachment/detachment device is provided on an inclined portion of the arm.
請求項1から11のいずれか1つに記載の加工ヘッドと、
前記加工ヘッドを駆動する駆動機構と、
を備え、
前記レーザ発振器から発振される前記レーザ光を、前記加工ヘッドに導いて、前記集光部から出射させることを特徴とするレーザ加工装置。a laser oscillator that oscillates the laser light;
a processing head according to any one of claims 1 to 11;
a driving mechanism for driving the processing head;
with
A laser processing apparatus, wherein the laser beam oscillated from the laser oscillator is guided to the processing head and emitted from the condensing section.
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