(57)【要約】 【課題】  レーザ加工装置稼動時の位置ずれを防止し補正の不要な高精度のレーザ加工装置を提供する。【解決手段】  レーザ照射ヘッド保持部材１にヒーター５と温度測定装置６と温度制御装置７からなる温度制御手段を有し、レーザ照射ヘッド保持部材１の温度を一定に保つことにより、レーザ照射ヘッドの位置補正を不要としたレーザ加工装置。【選択図】  図１
2006341264.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ照射ヘッドとレーザ加工装置に取り付けた前記レーザ照射ヘッドを保持するレーザ照射ヘッド保持部材を備えたレーザ加工装置において、前記レーザ照射ヘッド保持部材に温度制御手段を有することを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項２】
前記温度制御手段はヒーターと温度測定装置と温度制御装置を有することを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ溶接等のレーザ加工装置に関し、とくにレーザ照射ヘッド保持部に特徴を有するレーザ加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザ溶接装置等のレーザ加工装置は、レーザ発振器で発生したレーザ光を光ファイバによってレーザ照射ヘッドに送出し、被加工物にレーザ光を集光して被加工物の溶接、切断等を行っている。
【０００３】
レーザ加工は加工部の位置決め精度が高く、たとえば、角型電池の電池缶と蓋体との溶接では抵抗溶接、ガス溶接に比べ周囲への熱的影響も少なく、精度の高いレーザ溶接が用いられている。
【０００４】
従来よりレーザ加工装置の位置決め精度を高めるためには、レーザ照射による照射位置のずれが生じた場合には、ＣＣＤカメラ等によって撮像し位置ずれを補正するレーザ加工装置が提案されている。たとえば、特許文献１においては、レーザ光の照射位置をＣＣＤカメラで撮像し、ずれ量を検出し、レーザ光の照射位置を補正する補正装置により照射位置を補正している。また、特許文献２においても、被加工部材の画像の撮像、画像処理をもとに位置調整を行っている。
【０００５】
図２は、従来のレーザ加工装置のレーザ照射ヘッド部の説明図である。従来技術によるレーザ加工装置は、レーザ発振器で発生したレーザ光を光ファイバによってレーザ照射ヘッド２に送出し、被加工物４にレーザ光を集光して被加工物４の溶接、切断等を行っているが、レーザ照射ヘッド２はレーザ光の照射により発熱し、徐々に温度が上昇しレーザ照射ヘッド保持部材１も熱伝導により温度が上昇する。レーザ照射ヘッド保持部材１の温度上昇により、レーザ照射ヘッド保持部材１は熱膨張し、そのため、稼動開始時に比較し稼動開始後は時間の経過とともにレーザ照射ヘッド保持部材１の温度がほぼ一定になるまで、レーザ照射ヘッド２は取り付けられているレーザ加工装置本体３からの距離が徐徐に遠くなり、そのため位置ずれが生じる。位置ずれの修正には、レーザ照射位置の撮像装置、位置ずれ検出装置、補正装置等の制御装置が必要となり、レーザ光を照射しながら大量のデータ処理を行う必要があり、装置も大がかりとなる等の問題点があった。
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２１６４１８号公報
【特許文献１】特開２００３−１８１６６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来技術によるレーザ加工装置では、レーザ光の照射によりレーザ照射ヘッドが温まり、更にレーザ照射ヘッド保持部材も温まることにより保持部材の熱膨張により精度の高いレーザ加工の場合には位置ずれを生じることとなり、高精度を確保する点で好ましくなかった。この状況を図２により説明する。
【０００８】
レーザ加工装置のレーザ照射ヘッド保持部材１には、アルミニウム合金Ａ５０５２が使用され、レーザ照射ヘッド保持部材１のレーザ装置本体３との取り付け部からレーザ照射ヘッド２の中心部までの距離が１６０ｍｍであり、レーザ照射ヘッド保持部材１の稼動開始時の温度が２０℃、稼動開始後１時間後の連続運転時の温度が６５℃である場合には、熱膨張により連続運転時のレーザ照射ヘッドの位置は稼動開始時から０．１７ｍｍ（アルミニウム合金Ａ５０５２の線膨張係数の２３．８×１０-6Ｋ-1と温度差４５℃と距離１６０ｍｍを掛け合せた値）ずれることになる。角型電池においては薄型化が進み、それに伴い電池缶の板厚も薄くなり、最近は０．２ｍｍ以下のものがあり、電池缶と蓋体とのレーザ溶接においては０．１７ｍｍの位置ずれは精度上大きな問題となっていた。
【０００９】
このような状況下において、本発明の課題は、構造が簡単で精度の高いレーザ加工装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明によれば、レーザ照射ヘッド保持部材に温度制御手段を有することを特徴とするレーザ加工装置が得られる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のレーザ加工装置は、温度制御手段を有するレーザ照射ヘッド保持部材を設けることによりレーザ照射ヘッド保持部材の稼動時の温度を一定とすることにより熱膨張の影響を受けることなくレーザ加工ができ、本発明によれば、レーザー光照射位置を撮像、補正等によって制御する必要がなく装置の構成が簡単で高精度の加工ができるレーザ加工装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
次に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１３】
図１は、本発明のレーザ加工装置のレーザ照射ヘッド部の説明図である。レーザ照射ヘッド２は、レーザ加工装置本体３に接続している金属製の、例えばアルミニウム合金Ａ５０５２からなるレーザ照射ヘッド保持部材１により固定されている。レーザ照射ヘッド保持部材１のレーザ加工装置本体３との接続部からレーザ照射ヘッド２の周囲部にヒータ５を埋め込み設置する。レーザ照射ヘッド保持部材１の温度をレーザ照射ヘッド保持部材１に設置された、例えば熱電対等の温度測定装置６により測定し、ヒータ５と温度測定装置６を温度制御装置７に接続しレーザ照射ヘッド保持部材１の温度を一定に保ち、レーザ加工装置を稼動する。
【００１４】
温度を一定に保つときの制御温度は、ヒーターを使用せずにレーザ加工装置を運転した時にレーザ照射ヘッド保持部材が温められて連続運転時に到達している温度と同温度かやや高めの温度に設定しておくのが最適で、例えば連続運転時のレーザ照射ヘッド保持部材の到達温度が６５℃の時同温度(６５℃）に設定の場合にはレーザ加工装置運転開始前にヒータにて制御温度まで温めておけば通常の連続運転時にはほとんどヒーターを作動させることはない。また、やや高め、例えば５℃高めに設定した場合には連続運転時にもヒーターが作動するが、レーザ加工装置の周囲の温度が変動する場合には温度制御が安定する利点がある。
【００１５】
温度範囲は通常は±５℃で制御するが、特に高精度を要する場合にはより狭い温度範囲例えば±２℃で行ってもよい。ヒータは、棒状ヒーターをレーザ照射ヘッド保持部材１のレーザ加工装置本体３への取り付け部側に溝を設け、埋め込んだヒータの種類、設置位置を特定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明のレーザ加工装置のレーザ照射ヘッド部の説明図。
【図２】従来のレーザ加工装置のレーザ照射ヘッド部の説明図。
【符号の説明】
【００１７】
１    レーザ照射ヘッド保持部材
２    レーザ照射ヘッド
３    レーザ加工装置本体
４    被加工物
５    ヒータ
６    温度測定装置
７    温度制御装置
【図１】
2006341264.tif 000003
【図２】
2006341264.tif 000004