(57)【要約】  ファイバレーザ加工機において、レーザ光Ｌを集光して被加工物５５に照射する加工ヘッド５と、レーザ発振器から出力されたレーザ光Ｌを加工ヘッド５まで導くファイバ２と、加工ヘッド５とファイバ２とを固定接合するファイバコネクタ６と、Ｕ字状に屈曲可能なよう構成されるとともにファイバ２を収容するケーブルベア（登録商標）などのケーブル保持装置１と、加工ヘッド５とケーブル保持装置とを固定接合する固定部４と、を備える。
2014002236.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を被加工物に照射する加工ヘッドと、
前記レーザ光を加工ヘッドまで導くファイバと、
前記加工ヘッドと前記ファイバとを固定接合するファイバコネクタと、
屈曲可能なよう構成されるとともに前記ファイバを収容するケーブル保持装置と、
前記加工ヘッドと前記ケーブル保持装置とを固定接合する固定部と、
を備えることを特徴とするファイバレーザ加工機。
【請求項２】
前記加工ヘッドを前記レーザ光の照射方向と同じ方向に駆動させる駆動部をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のファイバレーザ加工機。
【請求項３】
前記ケーブル保持装置は、一方の端部が前記固定部に固定接合され、他方の端部が前記固定部以外の部材に固定接合されていることを特徴とする請求項１または２に記載のファイバレーザ加工機。
【請求項４】
前記ケーブル保持装置は、ケーブルベア（登録商標）であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のファイバレーザ加工機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被加工物にファイバを介してレーザ光を照射するレーザ加工機に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザ加工機には、ファイバレーザ加工機やＣＯ2レーザ加工機などがある。ファイバレーザ加工機は、レーザ光（ビーム）をファイバによって加工ヘッドまで導き、加工ヘッドから被加工物にレーザ光を照射する。また、ＣＯ2レーザ加工機は、ミラーの反射によってレーザ光を加工ヘッドまで導き、加工ヘッドから被加工物にレーザ光を照射する。これらのレーザ加工機によって被加工物にレーザ加工を行う際には、加工ヘッドを所望位置まで移動させて被加工物にレーザ光を照射している。このため、加工ヘッドが被加工物などと衝突する場合があった。【０００３】
従来、ＣＯ2レーザ加工機では、加工ヘッドが被加工物などと衝突した際に、Ｚ軸駆動部品（加工ヘッドをＺ軸方向に駆動させる部品）へのダメージを軽減する機構が用いられていた。この機構では、レーザ光の伝搬をミラーで行うことで加工ヘッドとレーザ光の伝搬元（加工ヘッドにレーザ光を入れる直前の部品）とが分離されていることが必要条件となる。【０００４】
一方、ファイバレーザ加工機は、レーザ光の伝搬元（ファイバ）を加工ヘッドに接続する必要があるので、ＣＯ2レーザ加工機に用いられているダメージ軽減機構をファイバレーザ加工機に適用することはできない。【０００５】
特許文献１に記載のレーザ切断装置は、レーザトーチとトーチホルダの双方もしくは何れか一方にマグネットを配設しておき、マグネットの吸引力によってレーザトーチを保持している。これにより、レーザトーチの交換を容易に行うことを可能としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−７１１６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記従来の技術では、加工ヘッドが衝突した際に受けるファイバおよびファイバコネクタへのダメージを軽減することはできないという問題があった。【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、加工ヘッドが衝突した際に受けるファイバおよびファイバコネクタへのダメージを軽減することができるファイバレーザ加工機を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、レーザ光を被加工物に照射する加工ヘッドと、前記レーザ光を加工ヘッドまで導くファイバと、前記加工ヘッドと前記ファイバとを固定接合するファイバコネクタと、屈曲可能なよう構成されるとともに前記ファイバを収容するケーブル保持装置と、前記加工ヘッドと前記ケーブル保持装置とを固定接合する固定部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、加工ヘッドが衝突した際に受けるファイバおよびファイバコネクタへのダメージを軽減することが可能になるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、実施の形態に係るファイバレーザ加工機の構成を示す図である。
【図２】図２は、ケーブル保持装置の一部の構成を示す図である。
【図３−１】図３−１は、加工ヘッドおよびケーブル保持装置の正面図である。
【図３−２】図３−２は、加工ヘッドおよびケーブル保持装置の側面図である。
【図４】図４は、加工ヘッドが左右方向に衝撃を受けた場合の加工ヘッドの移動位置を説明するための図である。
【図５−１】図５−１は、加工ヘッドの下部側がＺ軸駆動部から外れた場合の加工ヘッドの移動位置を示す図である。
【図５−２】図５−２は、加工ヘッドの上部側がＺ軸駆動部から外れた場合の加工ヘッドの移動位置を示す図である。
【図６−１】図６−１は、加工ヘッドが上方向に衝撃を受けた場合の加工ヘッドの移動位置を示す正面図である。
【図６−２】図６−２は、加工ヘッドが上方向に衝撃を受けた場合の加工ヘッドの移動位置を示す側面図である。
【図７】図７は、従来のファイバレーザ加工機において、加工ヘッドが衝撃を受けた場合の加工ヘッドおよびファイバの移動位置を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明の実施の形態に係るファイバレーザ加工機を図面に基づいて詳細に説明する。なお、こ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。
【００１３】
実施の形態
図１は、実施の形態に係るファイバレーザ加工機の構成を示す図である。ファイバレーザ加工機１００は、ケーブル保持装置１、ファイバ２、Ｙ軸移動部３、Ｘ軸・Ｚ軸移動部５７、Ｙ軸ガイド５６、支持部５８、固定部４、加工ヘッド５、ファイバコネクタ６、ワイヤ７、加工ヘッド固定ボルト８、制御装置５１を備えている。
【００１４】
ケーブル保持装置１は、ファイバ２を保持し案内するケーブルベア（登録商標）などの屈曲可能な装置であり、例えば、樹脂を用いたキャタピラが使用される。図２は、ケーブル保持装置の一部の構成を示す図である。ケーブル保持装置１は、多数の連結体１１を相互に回動可能に長鎖状に連結した構成を有しており、ファイバ２を収容可能に構成されている。ケーブル保持装置１は、ファイバ２に沿ってＵ字状に湾曲（屈曲）し、一方の端部が固定部４に固定接合され、他方の端部が固定部４の後面側で所定の部材（固定部４以外の部材）（例えば、Ｘ軸・Ｚ軸移動部５７）に固定接合されている。
【００１５】
ファイバ２は、レーザ発振器（図示せず）から出力されたレーザ光（ビーム）Ｌを加工ヘッド５に導く。ファイバ２は、ケーブル保持装置１内を移動可能なようケーブル保持装置１内に格納されている。
【００１６】
固定部４は、例えば、板状部材であり、ケーブル保持装置１および加工ヘッド５に固定接合されている。この構成により、固定部４は、ケーブル保持装置１と加工ヘッド５とを固定接合している。固定部４は、例えば、加工ヘッド５の裏面に接合されている。
【００１７】
加工ヘッド固定ボルト８は、加工ヘッド５を固定部４に固定させるボルトである。加工ヘッド固定ボルト８は、例えば樹脂ボルトを用いて構成されている。また、加工ヘッド固定ボルト８は、加工ヘッド５が他の部材と衝突した際には加工ヘッド固定ボルト８が折れるよう、他の部材（固定部４やＹ軸移動部３など）よりも壊れやすく構成されている。加工ヘッド５が衝撃を受けた場合、固定部４および加工ヘッド５が支持部５８から外れるよう固定部４は構成されている。
【００１８】
Ｘ軸・Ｚ軸移動部５７は、加工ヘッド５をＸ軸方向およびＺ軸方向に移動させる。Ｚ軸方向は、レーザ光Ｌの照射方向と同じ方向であり、例えば鉛直方向である。加工ヘッド５がＺ軸方向に移動する際には、支持部５８、固定部４およびケーブル保持装置１が加工ヘッド５とともにＺ軸方向に移動する。また、Ｘ軸・Ｚ軸移動部５７自身がＹ軸移動部３上をＸ軸方向に移動することにより、加工ヘッド５がＸ軸方向に移動する。Ｙ軸ガイド５６は、Ｙ軸方向に延びるガイドであり、Ｙ軸移動部３は、Ｙ軸ガイド５６上をＹ軸方向に移動する。支持部５８は、着脱自在に固定部４を保持する。
【００１９】
加工ヘッド５は、ファイバ２を介して送られてくるレーザ光Ｌを集光して被加工物（ワーク）５５に照射する。ファイバコネクタ６は、ファイバ２と加工ヘッド５とを固定接合するコネクタである。
【００２０】
ワイヤ７は、加工ヘッド５に接合された固定部４と支持部５８とを接続する。ワイヤ７は、たるみを有した状態で固定部４および支持部５８に接続されている。この構成により、加工ヘッド５が他の部材（例えば、被加工物５５）と衝突して支持部５８から外れてしまった場合であっても、加工ヘッド５は固定部４を介してワイヤ７によって支持される（吊り下げられる）ので、加工ヘッド５の落下を防止できる。制御装置５１は、Ｙ軸移動部３、Ｘ軸・Ｚ軸移動部５７、レーザ発振器などを制御する。
【００２１】
本実施の形態では、固定部４と加工ヘッド５とがＺＸ平面で当接している。以下の説明では、加工ヘッド５のうち、固定部４と当接している面とは反対側の面を加工ヘッド５の正面として説明する。したがって、マイナスＹ軸方向からプラスＹ軸方向に向かって加工ヘッド５を見た場合が、加工ヘッド５を正面側から見た場合となる。なお、固定部４と加工ヘッド５とがＺＸ平面で当接している状態では、加工ヘッド５の上面および底面がＸＹ平面と平行になり、加工ヘッド５の右側面および左側面がＹＺ平面と平行になる。
【００２２】
つぎに、図３−１および図３−２を用いて加工ヘッド５とケーブル保持装置１との接続構成について説明する。図３−１は、加工ヘッドおよびケーブル保持装置の正面図であり、図３−２は、加工ヘッドおよびケーブル保持装置の側面図である。加工ヘッド５は、一方の端部側（上方側）で固定部４を介してケーブル保持装置１に固定接合され、他方の端部側（下方側）からレーザ光Ｌを照射する。この構成により、加工ヘッド５が衝突して固定部４および加工ヘッド５が支持部５８から外れた場合、ケーブル保持装置１が変形し、加工ヘッド５とともにファイバ２が移動する。
【００２３】
つぎに、加工ヘッド５が左右方向（Ｘ軸方向）に衝撃を受けた場合の加工ヘッド５の移動位置について説明する。図４は、加工ヘッドが左右方向に衝撃を受けた場合の加工ヘッドの移動位置を説明するための図である。図４では、加工ヘッド５を正面側から見た場合の、加工ヘッド５およびケーブル保持装置１の傾きを図示している。
【００２４】
加工ヘッド５が被加工物５５などと衝突して、加工ヘッド５が左右方向に衝撃を受けると、加工ヘッド５は、支持部５８に対して左右方向に位置ずれを起こす。この場合であっても、ケーブル保持装置１が加工ヘッド５の動きに追従するので、加工ヘッド５とケーブル保持装置１との間に位置ずれや角度ずれは生じない。
【００２５】
つぎに、加工ヘッド５が前後方向（Ｙ軸方向）に衝撃を受けた場合の加工ヘッド５の移動位置について説明する。図５−１および図５−２は、加工ヘッド５が前後方向に衝撃を受けた場合の加工ヘッド５の移動位置を示す側面図である。図５−１は、加工ヘッドの下部側がＺ軸駆動部から外れた場合の加工ヘッドの移動位置を示す図である。図５−２は、加工ヘッドの上部側がＺ軸駆動部から外れた場合の加工ヘッドの移動位置を示す図である。図５−１および図５−２では、加工ヘッド５を右側面側から見た場合の、加工ヘッド５およびケーブル保持装置１の傾きを図示している。
【００２６】
加工ヘッド５が被加工物５５などと衝突して、加工ヘッド５の下部側が前後方向に衝撃を受けると、加工ヘッド５の下部側が支持部５８に対して前後方向に位置ずれを起こす。また、加工ヘッド５が被加工物５５などと衝突して、加工ヘッド５の上部側が前後方向に衝撃を受けると、加工ヘッド５の上部側が支持部５８に対して前後方向に位置ずれを起こす。これらの場合であっても、ケーブル保持装置１が加工ヘッド５の動きに追従するので、加工ヘッド５とケーブル保持装置１との間に位置ずれや角度ずれは生じない。
【００２７】
つぎに、加工ヘッド５が上方向（Ｚ軸方向）に衝撃を受けた場合の加工ヘッド５の移動位置について説明する。図６−１は、加工ヘッドが上方向に衝撃を受けた場合の加工ヘッドの移動位置を示す正面図である。図６−２は、加工ヘッドが上方向に衝撃を受けた場合の加工ヘッドの移動位置を示す側面図である。
【００２８】
加工ヘッド５が被加工物５５などと衝突して、加工ヘッド５が下側から上側に向かって衝撃を受けると、加工ヘッド５は、支持部５８に対して上方向に位置ずれを起こす。この場合であっても、ケーブル保持装置１が加工ヘッド５の動きに追従するので、加工ヘッド５とケーブル保持装置１との間に位置ずれや角度ずれは生じない。
【００２９】
なお、加工ヘッド５が左右方向、前後方向、上方向を組み合わせた方向に衝撃を受ける場合、加工ヘッド５は、支持部５８に対して衝撃を受けた方向に位置ずれを起こす。この場合であっても、ケーブル保持装置１が加工ヘッド５の動きに追従するので、加工ヘッド５とケーブル保持装置１との間に位置ずれや角度ずれは生じない。
【００３０】
このように、本実施の形態では、加工ヘッド５が被加工物５５などと衝突した場合であっても、加工ヘッド５とケーブル保持装置１との間に位置ずれや角度ずれは生じない。このため、ファイバ２とファイバコネクタ６との間にも位置ずれや角度ずれは生じない。したがって、ファイバ２およびファイバコネクタ６に対してダメージを軽減することが可能となる。
【００３１】
ファイバ２およびファイバコネクタ６へのダメージを軽減することにより、ファイバ２およびファイバコネクタ６の破損を回避することが可能となる。これにより、ファイバ２およびファイバコネクタ６の交換を抑制することが可能となる。この結果、マシンダウン時間が長期化することを防止できる。また、ファイバ２およびファイバコネクタ６の寿命が長くなるので低コスト化につながる。
【００３２】
ここで、従来のファイバレーザ加工機において、加工ヘッドが被加工物５５などと衝突した場合の加工ヘッドおよびファイバの移動位置について説明する。図７は、従来のファイバレーザ加工機において、加工ヘッドが衝撃を受けた場合の加工ヘッドおよびファイバの移動位置を説明するための図である。
【００３３】
従来のファイバレーザ加工機は、ケーブル保持装置１０１、ファイバ１０２、支持部１５８、被駆動部１０４、加工ヘッド１０５、ファイバコネクタ１０６、ワイヤ１０７、固定ボルト１０８を備えている。
【００３４】
被駆動部１０４は、加工ヘッド１０５の背面側に配置され、支持部１５８によって駆動される。被駆動部１０４は、ケーブル保持装置１０１に固定接合されていない。換言すると、従来のファイバレーザ加工機は、ケーブル保持装置１０１と加工ヘッド１０５とが固定接合されていない。
【００３５】
このような従来のファイバレーザ加工機において、加工ヘッド１０５が被加工物５５などと衝突し、加工ヘッド１０５が所定方向（図７では左右方向）に衝撃を受けると、加工ヘッド１０５は、支持部１５８に対して位置ずれを起こす。このとき、ケーブル保持装置１０１と加工ヘッド１０５とは固定接合されていないので、ケーブル保持装置１０１は加工ヘッド１０５の動きに追従しない。このため、加工ヘッド１０５とケーブル保持装置１０１との間に位置ずれや角度ずれが生じる。そして、ファイバ１０２とファイバコネクタ１０６との間に位置ずれや角度ずれが生じる。これにより、ファイバ１０２およびファイバコネクタ１０６に負荷が集中する。したがって、ファイバ１０２およびファイバコネクタ１０６に対してダメージを与えてしまうこととなる。
【００３６】
一方、本実施の形態では、加工ヘッド５に対してケーブル保持装置１を固定しているので、加工ヘッド５とケーブル保持装置１との間に位置ずれや角度ずれは生じない。したがって、ファイバ２およびファイバコネクタ６に対するダメージを軽減することを可能としている。
【００３７】
なお、本実施の形態では、固定部４を介してケーブル保持装置１と加工ヘッド５を固定接合したが、ケーブル保持装置１と加工ヘッド５とを直接接合してもよい。また、固定部４以外の部材を用いてケーブル保持装置１と加工ヘッド５とを固定接合してもよい。
【００３８】
なお、固定部４は、非弾性部材であってもよいし、弾性部材であってもよい。固定部４を弾性部材を用いて構成する場合、加工ヘッド５が被加工物５５などと衝突しても、加工ヘッド５とケーブル保持装置１との間に位置ずれや角度ずれが生じない程度の弾性係数を有した弾性部材を用いて固定部４を構成しておく。
【００３９】
このように実施の形態によれば、ケーブル保持装置１と加工ヘッド５とを固定接合しているので、ケーブル保持装置１が加工ヘッド５の動きに追従する。これにより、加工ヘッド５が被加工物５５などと衝突して、加工ヘッド５が支持部５８に対して位置ずれを起こした場合であっても、加工ヘッド５とケーブル保持装置１との間に位置ずれや角度ずれは生じない。したがって、加工ヘッド５が衝突した際に受けるファイバ２およびファイバコネクタ６へのダメージを軽減することが可能になる。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
以上のように、本発明に係るファイバレーザ加工機は、ファイバを介したレーザ光の照射に適している。
【符号の説明】
【００４１】
１  ケーブル保持装置
２  ファイバ
３  Ｙ軸移動部
４  固定部
５  加工ヘッド
６  ファイバコネクタ
７  ワイヤ
５５  被加工物
５７  Ｘ軸・Ｚ軸移動部
５８  支持部
【図１】
2014002236.tif 000003
【図２】
2014002236.tif 000004
【図３−１】
2014002236.tif 000005
【図３−２】
2014002236.tif 000006
【図４】
2014002236.tif 000007
【図５−１】
2014002236.tif 000008
【図５−２】
2014002236.tif 000009
【図６−１】
2014002236.tif 000010
【図６−２】
2014002236.tif 000011
【図７】
2014002236.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成25年1月11日(2013.1.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を被加工物に照射する加工ヘッドと、
前記レーザ光を加工ヘッドまで導くファイバと、
前記加工ヘッドと前記ファイバとを固定接合するファイバコネクタと、
屈曲可能なよう構成されるとともに前記ファイバを収容するケーブル保持装置と、
前記加工ヘッドと前記ケーブル保持装置とを固定接合する固定部と、
前記固定部を着脱自在に保持する支持部と、
を備え、
前記固定部は、前記加工ヘッドが衝撃を受けた場合に、前記固定部および加工ヘッドが前記支持部から外れて前記ケーブル保持装置が前記加工ヘッドの動きに追従するよう構成されていることを特徴とするファイバレーザ加工機。
【請求項２】
前記加工ヘッドを前記レーザ光の照射方向と同じ方向に駆動させる駆動部をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のファイバレーザ加工機。
【請求項３】
前記ケーブル保持装置は、一方の端部が前記固定部に固定接合され、他方の端部が前記固定部以外の部材に固定接合されていることを特徴とする請求項１または２に記載のファイバレーザ加工機。
【請求項４】
前記ケーブル保持装置は、ケーブルベア（登録商標）であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のファイバレーザ加工機。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、レーザ光を被加工物に照射する加工ヘッドと、前記レーザ光を加工ヘッドまで導くファイバと、前記加工ヘッドと前記ファイバとを固定接合するファイバコネクタと、屈曲可能なよう構成されるとともに前記ファイバを収容するケーブル保持装置と、前記加工ヘッドと前記ケーブル保持装置とを固定接合する固定部と、前記固定部を着脱自在に保持する支持部と、を備え、前記固定部は、前記加工ヘッドが衝撃を受けた場合に、前記固定部および加工ヘッドが前記支持部から外れて前記ケーブル保持装置が前記加工ヘッドの動きに追従するよう構成されていることを特徴とする。
【国際調査報告】
2014002236.tif 000013
2014002236.tif 000014
2014002236.tif 000015
2014002236.tif 000016