JPH01245988A - レーザー溶断方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、レーザー光によりパイプを溶断する際に用
いて好適なレーザー溶断方法に関するものである。

（従来の技術） パイプの所定切断位置を切断する場合としては例えば、
エンジンに組付けられるエキゾーストマニホールドに分
岐を設けるための孔を形成する場合があり、かかる場合
、孔を形成するためのパイプの切断位置は三次元空間内
に位置することになる。

このため、上記のようなパイプの切断位置をレーザー光
により溶断する場合、従来はパイプを作業台等の上に固
定するとともに、ロボットの手首部に、集束レンズを具
える発光部を取付け、この発光部に、反射鏡を組合わせ
て設定した屈曲可能な光路を介しレーザー光を導いて、
ロボットの作動に基づく発光部の三次元空間内での移動
により、上記パイプの切断位置をなぞるようにレーザー
光の焦点位置を移動させていた。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上述の如き方法では、ロボットが乱調し
た場合にレーザー光が予想しない方向へ照射されて作業
者が目を傷めるおそれがあり、これがため作業場の周囲
にアクリル製の防護板を設けているが、アクリルは、Ｃ
Ｏ２レーザー光は防げるもののＹＡＧレーザー光は完全
には遮断できないので、作業者の安全確保が困難であっ
た。

この発明はかかる課題を有利に解決した方法を提供する
ものである。

（課題を解決するための手段） この発明のレーザー溶断方法は、レーザー光により、パ
イプの所定切断位置を溶断するに際し、レーザー発光装
置の発光部を固定してレーザー光を一定方向へ照射させ
るとともに、ロボットに前記パイプを保持させ、前記発
光部から出力されるレーザー光の焦点位置を前記切断位
置が横切るように、前記ロボットの作動に基づき前記パ
イプを移動させることを特徴とする。

（作　用） かかる方法によれば、ロボットの作動に基づきパイプを
三次元空間内で移動させることができるので、パイプの
、三次元空間内に位置する切断場所をレーザー光の焦点
位置に配置して、その切断場所を溶断することができ、
しかもこの方法によれば、ロボットの作動にかかわらず
レーザー光の照射方向が一定であるので、ロボットが乱
調してもレーザー光が予想しない方向へ照射されるおそ
れがなく、従って、作業者の安全を充分に、しかも容易
に確保することができる。

（実施例） 以下に、この発明の実施例を図面に基づき詳細に説明す
る。

第１図はこの発明のレーザー溶断方法の一実施例に用い
る装置を示す斜視図であり、図中１はレーザー発光装置
を示す。

このレーザー発光装置ｌは、ＹＡＧレーザー発振器２ａ
を内部に有する本体２と、Ｌ字状のパイプ３ａおよびそ
の屈折部内に設けられた反射鏡３ｂからなる光通路３と
、内部に集束レンズ４ａを有する発光部４とを具えてな
り、ここでは、本体２を床面に固定するとともに、光通
路３を、レーザー発振器２ａの光軸と軸線を整列させて
、床面から立設した支柱５に固定し、その光通路３のパ
イプ３ａの下端部に発光部４を取付ける。かかる構成に
より、レーザー発振器２ａから出力されたレーザー光Ａ
は光通路３内を通って下方へ向けられ、集束レンズ４ａ
を経て集束されながら発光部４から下方へ照射されて、
図中点Ｂで示す焦点位置に集光する。

また図中６は多関節型のロボットを示し、このロボット
６は図中矢印Ｃ−Ｇで示す方向の作動が可能な五自由度
を有するとともに、その手首６ａに取付けられたチャッ
ク７を、手首６ａ内の図示しないエアシリンダの作動に
よって開閉することができる。

すなわちここにおけるチャック７は、第２図に示すよう
に手首６ａに取付けられたボディー７ａ内に、上記エア
シリンダのピストンロッド８に一体的に結合された駆動
部材７ｂを軸線方向へ進退移動可能に支持するとともに
、その駆動部材７ｂに掛合する三個の被駆動部材７ｃを
軸線に対し傾斜する方向へ放射状に進退移動可能にそれ
ぞれ支持し、それらの被駆動部材７ｃに爪７ｄをそれぞ
れ取付けて構成したものであり、これによってここでは
、ピストンロッド８の進退移動に基づき爪７ｄを開閉し
て、パイプ９を把持および開放することができる。

かかるチャック７のボディー７ａに、ここではさらに、
内周溝１０ａを有するリング１０を気密かつ回動可能に
嵌合わせ、その内周溝１０ａにリング１０の外側から連
通ずる通路１０ｂにエアホース１１を接続する一方、ボ
ディー７ａの内部に、一端が内周溝１０ａへ向けて開口
するとともに他端がチャック７の先端中心部にて開口・
する通路７ｅを形成する。

上述の装置を用いてここでは、以下の如くして、エキゾ
ーストマニホールド用のパイプ９に分岐を設けるための
丸孔とする切断位置９ａをレーザー溶断する。

ここでは先ず、チャック７の爪７ｄの閉止によりロボッ
ト６にパイプ９を把持させ、次いでロボット６の作動に
よりパイプ９の切断位置９ａの一個所を、レーザー光Ａ
の焦点位置Ｂに位置させる。

さらにここでは、レーザー光発光装置１のレーザー発振
器２ａを作動させてＹＡＧレーザー光Ａを出力させ、そ
のレーザー光を焦点位置Ｂに集光するとともに、エアホ
ース１１にエア圧を供給して通路７ｅを介しチャック７
の先端中心部からエアをパイプ９内に噴出させる。

そしてその後、ロボット６の作動により、切断位置９ａ
をレーザー光の焦点位置Ｂがなぞるように、しかも切断
位置９ａがレーザー光に対し垂直を維持するように、パ
イプ９を、ひねりを加えながら同一平面内で移動させる
。

かかる方法によりここでは、パイプ９の切断位置９ａを
レーザー光により溶断してそこに丸孔を形成することが
でき、しかもこの方法によれば、ロボット６の作動にか
かわらずレーザー光Ａの照射方向が下方へ向けて維持さ
れるので、ロボット６が乱調してもレーザー光が予想し
ない方向へ照射されるおそれがなく、従って作業者の安
全を充分かつ容易に確保することができる。

さらにこの方法によれば、レーザー光によるパイプ９の
溶断中にチャック７からパイプ９内にエアを噴出させて
いるので、バイブ９内へ放射されるスパッタを急速凝固
させてパイプ９の内周面へのスパッタの付着を防止する
ことができ、それゆえ、パイプ９の使用中のスパッタの
はがれに起因する不具合、例えばエギゾーストマニホー
ルドをターボ装着車に用いた場合のスパッタの噛み込み
によるロータの破損等を有効に防止することができる。

第３図はこの発明の方法の他の実施例を示すものであり
、この例では、第１図に示す装置において、ロボット６
の手首６ａに、チャック７に換えて、開閉可能なフィン
ガ１２ａを有するハンド１２を取付けて、そのハンド１
２の中央部に、スプリング１３により進出方向へ付勢さ
れるエア供給ノズル１４を設け、該ハンド１２に、パイ
プ固定治具１５を把持させる。

このパイプ固定治具１５は、トグル機構を有するハンド
クランプ１６と、Ｌ字状溝を有する支持台１７とにより
パイプ９を挟持し得るとともに、上記エア供給ノズル１
４に嵌合するエア受は部材１８および、そのエア受は部
材１８に設けられたエア噴出パイプ１９により、エアホ
ース１１からハンド１２を介して供給されたエアを、切
断するパイプ９内へ噴出させることができる。

この例ではかかる装置により、パイプ固定治具１５に固
定したパイプ９をロボット６の作動に基づき移動させて
、先の例と同様に、照射方向が下方へ向けて固定された
レーザー光の焦点位置Ｂに切、断位置９ａを位置させ、
その切断位置の溶断を行う。

上述の如くしても、先の例と同様、作業者の安全確保を
容易ならしめる効果が得られるとともに、パイプ９内へ
のスパッタの付着を防止する効果力（得られる。

以上図示例に基づき説明したが、この発明は上述の例に
限定されるものでなく、他の種類のレーザー、例えばＣ
Ｏ２レーザーにも適用することができ、また、他の型の
ロボットを用いることも可能である。

（発明の効果） かくしてこの発明の方法によれば、ロボットの作動にか
かわらずレーザー光の照射方向が一定であるので、ロボ
ットが乱調してもレーザー光が予想しない方向へ照射さ
れるおそれがなく、従って、作業者の安全を充分に、し
かも容易に確保することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のレーザー溶断方法の一実施例に用い
る装置を示す斜視図、 第２図は上記実施例に用いる装置のチャックを示す断面
図、 第３図はこの発明の他の実施例に用いる装置を示す斜視
図である。 １・・・レーザー発光装置　　２・・・本体３・・・光
通路　　　　　　　４・・・発光部５・・・支柱　　　
　　　　　６・・・ロボット７・・・チャック　　　　
　　９・・・パイプ９ａ・・・切断位置 Ａ・・・レーザー光　　　　　Ｂ・・・焦点位置第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、レーザー光により、パイプの所定切断位置を溶断す
   るに際し、 レーザー発光装置の発光部を固定してレーザー光を一定
   方向へ照射させるとともに、ロボットに前記パイプを保
   持させ、前記発光部から出力されるレーザー光の焦点位
   置を前記切断位置が横切るように、前記ロボットの作動
   に基づき前記パイプを移動させることを特徴とする、レ
   ーザー溶断方法。