(57)【要約】【課題】被加工物に対し切断，溶接，溶射等の作業を行うレーザ加工装置に於いて、レーザ発振器の出力が増加しても、レーザ加工装置のを大型化を招かない。【解決手段】レーザ光路の調整装置Ａは、レーザ発振器10と被加工物にレーザ光を照射するレーザトーチとの間に形成され、レーザ光の入射孔６と出射孔７とを有するケーシング１と、このケーシング１内に設定されたジグザグ状のレーザ光路２に於ける折り返し点毎に配置されたミラー３〜５とを有して構成され、ケーシング１に配置されたミラー間の距離とジグザグの折り返し回数に対応する長さのレーザ光路を形成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ発振器と被加工物にレーザ光を照射するレーザ工具との間に形成されたレーザ光路の調整装置であって、レーザ光の入射孔と出射孔とを有するケーシングと、前記ケーシング内に設定されたジグザグ状のレーザ光路に於ける折り返し点毎に配置されたミラーと、を有することを特徴とするレーザ光路の調整装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザ発振器の出力の増加に伴うレーザ光路長の増大に関わらずコンパクトなレーザ加工装置を実現することが出来るレーザ光路の調整装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
被加工物に対してレーザ工具からレーザ光を照射して切断や溶接或いは溶射を含む表面加工を行うレーザ加工が普及しつつある。これらのレーザ加工を行う場合、レーザ発振器とレーザ工具との間を予め設定された長さのレーザ光路によって接続し、レーザ工具と被加工物とを相対的に移動させつつレーザ工具からレーザ光を照射している。
【０００３】
例えば、目的のレーザ加工が切断である場合、レーザ発振器を搭載しレールに沿って走行可能な台車と、台車に搭載され且つレーザ工具となるレーザトーチを有し台車の走行方向に対して直交方向に横行可能な横行台車と、を有し、レーザ発振器とレーザトーチとの間にジャバラで囲んだレーザ光路を設けている。特に、横行台車の横行に伴ってレーザ発振器とレーザトーチとの間のレーザ光路長が変化して切断品質にバラツキが出る。このため、横行台車の横行に伴って同方向に横行台車の移動距離の１／２の距離移動し得るように構成したレーザ光反転器を設けることで、横行台車の横行に関わらずレーザ光路長が一定となるようにしている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
またレーザ発振器とレーザ工具が固定され、被加工物が移動し得るように構成されたレーザ加工装置では、レーザ発振器とレーザトーチの間に予め設定された長さのレーザ光路が設けられている。
【０００５】
【特許文献１】
特公平１−５５０７６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
最近では、レーザ発振器の出力が増大してより負荷の大きいレーザ加工を実現し得るようになっている。しかし、レーザ発振器の出力とレーザ光路の長さとは相関関係にあり、レーザ発振器の出力の増加に伴ってレーザ光路も増大するため、レーザ発振器とレーザ工具との間に使用するレーザ発振器に対応する長さのレーザ光路を設置することが必要となる。このため、レーザ加工装置が大型化するという問題が発生し、光軸を調整する際の作業も困難になるという問題が派生している。
【０００７】
またレーザ発振器とレーザ工具を固定して被加工物を移動させるようにしたレーザ加工装置の場合も同様に、レーザ発振器からレーザ工具までの光路を最適な長さに保持する必要があり、この場合であっても、レーザ発振器の出力の増加に伴ってレーザ加工装置が大型化するという問題が生じる。
【０００８】
本発明の目的は、レーザ光路長が長くなってもレーザ加工装置を大型化させることのないレーザ光路の調整装置を提供することにある。
【０００９】
【発明を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明に係るレーザ光路の調整装置は、レーザ発振器と被加工物にレーザ光を照射するレーザ工具との間に形成されたレーザ光路の調整装置であって、レーザ光の入射孔と出射孔とを有するケーシングと、前記ケーシング内に設定されたジグザグ状のレーザ光路に於ける折り返し点毎に配置されたミラーとを有して構成されるものである。
【００１０】
上記レーザ光路の調整装置では、ケーシングの内部にジグザグ状のレーザ光路を設定し、このジグザグのレーザ光路に於ける折り返し点毎にミラーを配置することで、ケーシングに配置されたミラー間の距離とジグザグの折り返し回数に対応する長さのレーザ光路を形成することが出来る。
【００１１】
このため、レーザ発振器の出力に設定されたレーザ光路の長さを確保してレーザ加工装置に於けるレーザ光路の容積を小さくすることが出来る。従って、レーザ発振器の出力が増大してレーザ光路が長くなっても、レーザ加工装置の大型化を招くことがない。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、上記レーザ光路の調整装置（以下単に「調整装置」という）の好ましい実施形態について図を用いて説明する。図１は本実施例に係る調整装置の構成を説明する縦断面図である。図２は本実施例に係る調整装置を用いたレーザ加工装置の例を説明する模式図である。
【００１３】
図１に示す調整装置Ａは、ケーシング１の内部にジグザグ状のレーザ光路２を設定することによって、該ケーシング１の長さ（図１に於ける左右方向の長さ）の数倍の長さを持ったレーザ光路を実現し、これにより、レーザ加工装置の全体の容積を小さくし得るようにしたものである。
【００１４】
特に、レーザ発振器の出力の増加に伴ってレーザ光路長が増大しても、調整装置Ａに於けるケーシング１の長さを大きくすることで、ケーシング１の長さの増加分の数倍の光路長を吸収することが可能となり、レーザ加工装置の設置面積を大幅に増加することなく、レーザ発振器の出力の増加に対応することが可能となる。
【００１５】
調整装置Ａは、ケーシング１と、ケーシング１の内部に設定されたジグザグ状のレーザ光路２の折り返し点毎に配置されたミラー３〜５と、を有して構成されている。ケーシング１の内部に設定されたレーザ光路２の折り返し数は限定するものではなく、レーザ発振器の出力に対応したレーザ光路の全長との関連で適宜設定される。
【００１６】
本実施例では、レーザ光路２は３枚のミラー３〜５を用いることによって、３つの折り返し点を有するジグザグ状に形成されている。
【００１７】
ケーシング１は、剛性を持ったフレーム１ａ，１ｂと、フレーム１ａ，１ｂの周囲に設けたカバー１ｃとを有しており、フレーム１ａにレーザ光が入射する入射孔６及びレーザ光が出射される出射孔７が形成されている。即ち、入射孔６と出射孔７はケーシング１の同一のフレーム１ａに形成されており、レーザ光の入射と出射を同一面から行うことが可能である。
【００１８】
このようにケーシング１の同一面（フレーム１ａ）に入射孔６と出射孔７とが配置される場合、ケーシング１の内部には奇数のミラー（３〜５）が配置され、これらのミラーによって偶数のジグザグ状の光路（２ａ〜２ｄ）が形成される。特に、入射孔６に通じる光路２ａと出射孔７に通じる光路２ｄは互いに平行な光路として設定される。
【００１９】
フレーム１ａに形成された入射孔６と出射孔７の中間には座１ｄが形成されており、該材１ｄにミラー４が固定されている。またフレーム１ｂに於ける入射孔６と対向する位置にミラー３が取り付けられており、出射孔７と対向する位置にミラー５が取り付けられている。フレーム１ｂに於けるミラー３，５の取付位置には、フレーム１ａ，１ｂ間の距離と入射孔６とミラー４との距離とに応じた角度を持った座１ｅ、ミラー４と出射孔７との距離とに応じた角度を持った座１ｆが形成されており、夫々の座１ｄ，１ｅにミラー３，５が固定されている。
【００２０】
上記の如く構成された調整装置Ａでは、ケーシング１を構成するフレーム１ａ（入射孔６，出射孔７）とフレーム１ｂに固定したミラー３，５との距離をＳとし、入射孔６と出射孔７との距離をＷとすると、該ケーシング１の内部に設定されたレーザ光路２の長さＬは、Ｌ＝２Ｓ＋（４S2＋W2）1/2 となり、ケーシング１の長さの略４倍の長さＬを持ったレーザ光路２を構成することが可能となる。またケーシング１の内部に於ける折り返し数を適宜設定することで、折り返し数に応じた長さのレーザ光路２を構成することが可能である。
【００２１】
従って、レーザ光路２を折り畳むように設定することが可能となり、レーザ発振器が必要とするレーザ光路の長さを保持してレーザ加工装置全体の小型化をはかることが可能となる。
【００２２】
特に、上記の如く構成されたケーシング１ではミラー３〜５を固定するフレーム１ａ，１ｂが剛性を有するため、ミラー３〜５の固定姿勢が変化することがなく、各光路２ａ〜２ｄを正確に維持することが可能である。このため、レーザ発振器からレーザトーチの間に於ける光軸調整を行う場合であっても、調整装置Ａを構成する各ミラー３〜５の調整を不要とすることが可能である。
【００２３】
尚、上記実施例では、３枚のミラー３〜５を用いて同一平面内で折り返しを行うレーザ光路２を設定したが、より多くのミラーを利用することで、複数平面内で折り返しを行えるレーザ光路２を設定することも可能である。この場合、調整装置Ａを構成するケーシング１の形状を立方体状に形成することが必要となるが、レーザ光路自体を直線状に形成した場合と比較して小型化をはかることが可能となる。また本実施例では、各ミラー３〜５として平面鏡を用いている。
【００２４】
次に、図２により本発明に係る調整装置Ａを用いたレーザ加工装置Ｂの例について説明する。図に於いて、レーザ発振器10は炭酸ガスレーザ発振器として構成されている。レーザ発振器10の出射孔10ａには、ジャバラやダクト等の遮蔽部材によって遮蔽されたレーザ光路11が接続されており、該レーザ光路11の他端は本発明に係る調整装置Ａに形成された入射孔６に接続されている。
【００２５】
また調整装置Ａの出射孔７にはジャバラやダクト等の遮蔽部材によって遮蔽されたレーザ光路12が接続されており、該レーザ光路12の他端は工具となるレーザトーチ13に接続されている。
【００２６】
レーザ発振器10及びレーザトーチ13はレーザ加工装置Ｂの目的に応じて、走行台車に搭載され、或いは床面に固定して設置される。例えば、レーザ加工装置Ｂが切断装置や溶接装置等である場合、レーザ発振器は走行台車に搭載され、レーザトーチは走行台車に搭載された横行台車に配置される。またレーザ加工装置Ｂが被加工材を移動させて目的の加工を行う装置であるような場合、レーザ発振器10は床面に設置されレーザトーチ13は剛性を持ったフレームに固定される。
【００２７】
従って、レーザ発振器10を作動させてレーザ光を発射し、このレーザ光をレーザ光路14を経てレーザトーチ13から図示しない被加工物に向けて照射することで、該被加工物の母材を溶融，蒸発させて切断し、或いは溶接棒の母材を溶融させて溶接し、またはレーザトーチに供給された溶射材を溶融させて被加工材の表面に吹き付けることで溶射する等、目的の加工を実施することが可能である。
【００２８】
上記の如く構成されたレーザ加工装置Ｂでは、レーザ発振器10からレーザトーチ13の間に形成されたレーザ光路14は長さがレーザ発振器10の出力に応じた値を持って形成されているが、レーザ光路14の一部を調整装置Ａによって構成することで、該レーザ光路14の一部を折り畳んでケーシング１の内部に設定することが可能となり、レーザ加工装置Ｂに設定されたレーザ光路14の長さは変わることがないものの、装置全体の容積の小型化をはかることが可能である。
【００２９】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように本発明に係る調整装置では、ケーシングの内部にジグザグ状の光路を設定すると共にジグザグの折り返し点毎にミラーを配置したことによって、ケーシングの長さの範囲内に、該ケーシングの長さと光路の折り返し数の積に対応したレーザ光路を形成することが出来る。このため、レーザ発振器からレーザトーチまでの間のレーザ光路をコンパクトに構成することが可能となり、レーザ発振器の出力が増加しても、加工装置の大型化を招くことがない。
【００３０】
また調整装置の内部に複数のミラーを配置してジグザグ状のレーザ光路を構成することが出来るので、レーザ光の光軸を調整する場合にも煩雑となることがなく、作業性を向上することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施例に係る調整装置の構成を説明する縦断面図である。
【図２】本実施例に係る調整装置を用いたレーザ加工装置の例を説明する模式図である。
【符号の説明】
Ａ                        調整装置
Ｂ                        レーザ加工装置
１                        ケーシング
１ａ，１ｂ                フレーム
１ｃ                      カバー
１ｄ〜１ｆ                座
２                        レーザ光路
２ａ〜２ｄ                光路
３〜５                    ミラー
６                        入射孔
７                        出射孔
10                        レーザ発振器
10ａ                      出射孔
11，12                    レーザ光路
13                        レーザトーチ
14                        レーザ光路
【図１】
2004195532.tif 000003
【図２】
2004195532.tif 000004