(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ発振器から発振されたレーザビームが光ファイバを通して導かれるレーザトーチと、前記レーザトーチに設けられ前記レーザ発振器を動作せしめるための出射スイッチと、前記レーザトーチに設けられ加工すべきワークの加工部と前記レーザビームのセンタの位置とを撮像する撮像装置と、作業者がかける装着装置に設けられ前記撮像装置で撮像された像をモニタするモニタと、前記各装置を制御せしめると共に、前記撮像装置で撮像された像を前記モニタで前記作業者が視認するためのシースルー機能と、前記作業者が直接外界を視認するためスーパーインポーズ機能とを備えてなる制御装置とを備え、前記レーザ発振器に備えられたシャッターの閉時に、前記シースルー機能のモードに切り換えるようになっていることを特徴とするハンディ型レーザ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のハンディ型レーザ装置において、
前記モニタが左右両側に設けられ、撮影角度を変えた映像を左右画面の表示で作業者に見せることによって、作業者に立体映像を認識させるようになっていることを特徴とするハンディ型レーザ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、レーザ発振器から発振されたレーザビームを光ファイバによりレーザトーチに導き、このレーザトーチを手で把持してレーザ加工を行うハンディ型レーザ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ハンディ型レーザ装置１０１は例えば図４に示されているように、作業テーブル１０３を備えており、この作業テーブル１０３上に加工すべきワークＷが載置される。このワークＷに例えばレーザ溶接加工を行うために、ハンディ型ＹＡＧレーザトーチ１０５が作業者１０７の手１０７Ｈで握られる。
【０００３】
しかも、作業者１０７は作業の安全を保護するためにシールド１０９を備えた保護ヘルメット１１１をかぶってレーザ溶接を行っている。また、ワークＷにレーザ溶接を行う際の加工状態を監視するために前記作業テーブル１０３の近傍にモニタ１１３が設けられている。前記ＹＡＧレーザトーチ１０５にレーザビームを導くためにＹＡＧレーザトーチ１０５には光ファイバ１１５を介してレーザ発振器１１７が接続されている。このレーザ発振器１１７や前記モニタ１１３などを制御せしめる制御装置１１９が設けられている。
【０００４】
上記構成により、作業テーブル１０３上に載置固定された加工すべきワークＷに対して作業者１０７がＹＡＧレーザトーチ１０５を手１０７Ｈに持って前記ワークＷの加工点へＹＡＧレーザトーチ１０５の先端をモニタ１１３を見ながら合わせる。そして、レーザ発振器１１７から発振されたレーザビームが光ファイバ１１５を経てＹＡＧレーザトーチ１０５からワークＷへ照射されることによりレーザ溶接が行われる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来のレーザ溶接において、ワークＷの加工点とモニタ１１３とが離れているため、両方を同時に作業者１０７が見ることができない。したがって、片方ずつ首を振って見るため作業効率が悪く、しかも非常に操作がしにくい。
【０００６】
また、作業者１０７が手元を見ると加工点が見えない。さらに、ワークＷの段取り等の際、シールド１０９を開けないと見にくいという問題があった。
【０００７】
この発明の目的は、ワークにレーザ加工特にレーザ溶接を行う際の操作性，視認性を向上せしめるようにしたハンディ型レーザ装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、レーザ発振器から発振されたレーザビームが光ファイバを通して導かれるレーザトーチと、前記レーザトーチに設けられ前記レーザ発振器を動作せしめるための出射スイッチと、前記レーザトーチに設けられ加工すべきワークの加工部と前記レーザビームのセンタの位置とを撮像する撮像装置と、作業者がかける装着装置に設けられ前記撮像装置で撮像された像をモニタするモニタと、前記各装置を制御せしめると共に、前記撮像装置で撮像された像を前記モニタで前記作業者が視認するためのシースルー機能と、前記作業者が直接外界を視認するためスーパーインポーズ機能とを備えてなる制御装置とを備え、前記レーザ発振器に備えられたシャッターの閉時に、前記シースルー機能のモードに切り換えるようになっているハンディ型レーザ装置である。
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のハンディ型レーザ装置において、前記モニタが左右両側に設けられ、撮影角度を変えた映像を左右画面の表示で作業者に見せることによって、作業者に立体映像を認識させるようになっているハンディ型レーザ装置である。
【０００９】
したがって、加工すべきワークにレーザ加工特にレーザ溶接を行う際には、作業者がレーザトーチを手に持ってレーザトーチの先端をワークの加工点へ合わせる。その際、制御装置によりモニタと撮像装置とを制御せしめて、撮像装置から撮像された像を、作業者がかけている装着装置に設けられているモニタで見てレーザトーチの先端が容易にワークの加工点へ合わせられる。
【００１０】
その後、出射スイッチを押すことにより、レーザ発振器から発振されたレーザビームは光ファイバを通してレーザトーチへ導びかれ、レーザトーチの先端からワークへ向けて照射されることによりレーザ加工特にレーザ溶接が行われる。而して、ワークにレーザ加工特にレーザ溶接を行う際の操作性と視認性が向上される。
【００１１】
ハンディ型レーザ装置は、前記撮像装置がＣＣＤカメラであると共に前記モニタが左右両側に設けれ、かつ液晶カラーモニタであることを特徴とするものである。
【００１２】
したがって、ＣＣＤカメラで撮像された像が左右両側に設けられた液晶カラーモニタより作業者の左右の目で見られる。而して撮像された像が立体映像としてカラーできれいに見られる。
【００１３】
ハンディ型レーザ装置は、前記制御装置にシースルー機能トスーパーインポーズ機能とを備えていることを特徴とするものである。
【００１４】
したがって、制御装置に備えられたスーパーインポーズ機能のモードに切換えることにより、撮像された像をモニタで視認される。また、シースルー機能のモードに切換えることにより、直接外界が見られてワークの段取り等が容易となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態の例を図面に基いて説明する。
【００１６】
図１を参照するに、ハンディ型レーザ装置１はレーザトーチ３、作業者がかける装着装置としてのゴーグル５およびレーザ発振器７などで構成されている。前記レーザトーチ３はレーザトーチ本体９を備えており、このレーザトーチ本体９の下端にはノズル１１が装着されていると共にレーザトーチ本体９の側部には把手部１３が一体化されている。
【００１７】
この把手部１３には光ファイバ１５の一端が接続されていると共に、光ファイバ１５の他端には前記レーザ発振器７が接続されている。また、前記把手部１３には前記レーザ発振器７を動作させるための出射スイッチ１７が設けられていると共に把手部１３内にはコリメートレンズ１９が設けられている。
【００１８】
前記レーザトーチ本体９内には集光レンズ２１が設けられていると共にこの集光レンズ２１の上方におけるレーザトーチ本体９内にはベンドミラー２３が設けられている。また、前記レーザトーチ本体９の上端には加工テーブル２５上に載置された加工すべきワークＷの加工部例えば接合部ＷｓとＹＡＧレーザビームＬＢの位置を撮像する撮像装置２７としての例えばＣＣＤカメラ２９がカメラレンズ３１を介して設けられている。
【００１９】
前記ゴーグル５の前面の左右両側には、図２および図３も併せて参照するに、小型の液晶カラーモニタ３３が設けられていると共にこの液晶カラーモニタ３３の上方におけるゴーグル５には光源３５が設けられている。また、前記液晶カラーモニタ３３の下部にはレンズ３７を介してプリズム３９が設けられている。
【００２０】
再び、図１を参照するに、前記レーザ発振器７，出射スイッチ１７および液晶カラーモニタ３３にはそれぞれ制御装置としてのＮＣ装置４１が接続されている。
【００２１】
上記構成により、ワークＷの接合部Ｗｓにレーザ溶接を行う際には、まず、作業者がレーザトーチ３における把手部１３を手で持つと共にゴーグル５をかける。そして、光源３５からの可視光を基にして、レーザトーチ３を移動させて、ワークＷの接合部ＷｓにレーザビームＬＢのセンタすなわちノズル１１のセンタが合わせられたことをＣＣＤカメラ２９で撮像された像を液晶カラーモニタ３５を通して作業者の肉眼で確認する。
【００２２】
すなわち、作業者は図３においてＡ面から反射してくる液晶カラーモニタ３３における液晶画面の映像を左右別々の目で、別々の液晶画面からみることにより、左右の画面表示に撮影角度を違えた映像を見せることで立体映像を脳で認識させることができる。
【００２３】
この状態で出射スイッチ１７をオンせしめると、レーザ発振器７からＹＡＧレーザビームＬＢが発振されて光ファイバ１５を通してコリメートレンズ１９を経てベンドミラー２３で折曲げられ集光レンズ２１で集光される。
【００２４】
この集光レンズ２１で集光されたＹＡＧレーザビームＬＢはノズル１１からワークＷの接合部Ｗｓに照射されることによりレーザ溶接が行われることになる。なお、レーザ溶接加工中ではＹＡＧレーザビームＬＢ中の可視光がＣＣＤカメラ２９を経て液晶カラーモニタ３３より観察されるので、ＹＡＧレーザビームＬＢのセンタがワークＷの接合部Ｗｓに常に合うように監視できて良好なレーザ溶接が行われるのである。なお、このとき、ＮＣ装置４１に備えられているスーパーインポーズ機能のモードに切換えて行われるものである。
【００２５】
したがって、ワークＷにレーザ溶接を行う際の操作性，視認性を従来よりも向上させることができる。また、ＮＣ装置４１に備えられているシースルー機能のモードに切換えると、そのまま外界を視認することができる。なお、シースルー機能のモードは、ＮＣ装置４１にてレーザ発振器７に備えられたシャッターの閉時のみ等に切換えることで安全を計ることができる。
【００２６】
なお、この発明は、前述した実施の形態の例に限定されることなく、適宜な変更を行うことにより、その他の態様で実施し得るものである。実施の形態の例では装着装置としてゴーグル５を例にとって説明したが、ヘルメット，メガネ，ヘッドギア等でも構わない。また信号を無線式にして液晶カラーモニタ３３とＮＣ装置４１とを送受信するようにしてもよい。さらに液晶カラーモニタ３３の外面にＹＡＧレーザ保護シートを取付けるとさらに安全である。
【００２７】
【発明の効果】
以上のごとき実施の形態の例から理解されるように、請求項１の発明によれば、加工すべきワークにレーザ加工特にレーザ溶接を行う際には、作業者がレーザトーチを手に持ってレーザトーチの先端をワークの加工点へ合わせる。その際、制御装置によりモニタと撮像装置とを制御せしめて撮像装置から撮像された像を、作業者がかけている装着装置に設けられているモニタで見てレーザトーチの先端が容易にワークの加工点へ合わせられる。
【００２８】
その後、出射スイッチを押すことにより、レーザ発振器から発振されたレーザビームは光ファイバを通してレーザトーチへ導びかれ、レーザトーチの先端からワークへ向けて照射されることによりレーザ加工特にレーザ溶接を行うことができる。而して、ワークにレーザ加工特にレーザ溶接を行う際の操作性と視認性を向上せしめることができる。
【００２９】
請求項２の発明によれば、ＣＣＤカメラで撮像された像が左右両側に設けられた液晶カラーモニタより作業者の左右の目で見られる。而して撮像された像を立体映像としてカラーできれいに見ることができる。
【００３０】
請求項３の発明によれば、制御装置に備えられたスーパーインポーズ機能のモードに切換えることにより、撮像された像をモニタで視認される。また、シースルー機能のモードに切換えることにより、直接外界を見ることができるので、ワークの段取り等を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明を実施する一実施の形態の例のハンディ型レーザ装置の説明図である。
【図２】装着装置としてのゴーグルの斜視図である。
【図３】作業者がゴーグルをかけた正面図の拡大図である。
【図４】従来のハンディ型レーザ装置の説明図である。
【符号の説明】
１  ハンディ型レーザ装置
３  レーザトーチ
５  ゴーグル（装着装置）
７  レーザ発振器
１５  光ファイバ
１７  出射スイッチ
２５  加工テーブル
２７  撮像装置
２９  ＣＣＤカメラ
３３  液晶カラーモニタ
４１  ＮＣ装置（制御装置）
【図１】
0003628435.tif 000002
【図２】
0003628435.tif 000003
【図３】
0003628435.tif 000004
【図４】
0003628435.tif 000005