JPH05293730A - レーザ加工可能な複合型工作機械 - Google Patents
レーザ加工可能な複合型工作機械Info
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- JPH05293730A JPH05293730A JP4099699A JP9969992A JPH05293730A JP H05293730 A JPH05293730 A JP H05293730A JP 4099699 A JP4099699 A JP 4099699A JP 9969992 A JP9969992 A JP 9969992A JP H05293730 A JPH05293730 A JP H05293730A
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 立体形状を有する工作物の多様な傾斜面に対
し、工作物の姿勢を変えることなく連続してレーザ加工
を実施可能な複合型工作機械を提供する。 【構成】 レーザ加工用アーバ44は、主軸の工具支持
部に密着する装着部52と、装着部52の前端に軸54
を介して揺動可能に連結された出射部56とを備える。
出射部56は、内部にレーザ光集光用のレンズ64を固
定配置する。装着部52と出射部56との間には、軸5
4に支持された可動反射板66が架設される。可動反射
板66は、片面にレーザ光の進路を屈折させるための反
射鏡68を備える。可動反射板66の両側部66aに
は、軸54に関して対称位置に、反射鏡68の反射面と
平行に延びる案内溝70が凹設される。装着部52及び
出射部56には案内板74,76が固定され、各案内板
74,76は、案内溝70内に摺動可能に配置した各連
結ピン72が係合する案内溝78,80を有する。
し、工作物の姿勢を変えることなく連続してレーザ加工
を実施可能な複合型工作機械を提供する。 【構成】 レーザ加工用アーバ44は、主軸の工具支持
部に密着する装着部52と、装着部52の前端に軸54
を介して揺動可能に連結された出射部56とを備える。
出射部56は、内部にレーザ光集光用のレンズ64を固
定配置する。装着部52と出射部56との間には、軸5
4に支持された可動反射板66が架設される。可動反射
板66は、片面にレーザ光の進路を屈折させるための反
射鏡68を備える。可動反射板66の両側部66aに
は、軸54に関して対称位置に、反射鏡68の反射面と
平行に延びる案内溝70が凹設される。装着部52及び
出射部56には案内板74,76が固定され、各案内板
74,76は、案内溝70内に摺動可能に配置した各連
結ピン72が係合する案内溝78,80を有する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、加工機能を多機能化し
た複合型工作機械に関し、特に、切削工具を保持した工
具ホルダと、レーザ光出射用のレンズを備えたレーザ加
工用アーバとを交換して、接触式の切削加工と非接触式
のレーザ加工処理とを1台の工作機械で交互的に実施す
る複合型工作機械の、レーザ加工用アーバの改良に関す
る。
た複合型工作機械に関し、特に、切削工具を保持した工
具ホルダと、レーザ光出射用のレンズを備えたレーザ加
工用アーバとを交換して、接触式の切削加工と非接触式
のレーザ加工処理とを1台の工作機械で交互的に実施す
る複合型工作機械の、レーザ加工用アーバの改良に関す
る。
【0002】
【従来の技術】炭酸ガス等を用いた高出力レーザ光を利
用して材料の切断,溶接,熱処理等を行うレーザ加工機
が近年実用化されている。しかしながら、一般に従来の
レーザ加工機は、レーザ光の加工エネルギーがその焦点
付近にのみ作用し、また高出力を得るには極めて高いコ
ストを要する等の理由で、厚板や3次元的な複雑形状を
有する工作物の切削加工には不向きである。したがって
このような立体的形状を有する工作物に対して、切削加
工と熱処理等の表面硬化処理をレーザ加工機で連続的に
作業することは困難であった。そこでこのような連続加
工処理を実施する場合は、工作物に対してまず切削工作
機械による切削加工を施し、次いでレーザ加工機によっ
て加工処理することとなる。このとき、切削工作機械か
らレーザ加工機へ工作物を移す手間を省き、作業工程の
プログラム化を容易にし、装置規模を縮小するために、
切削工作機械とレーザ加工機とを1台の複合型機械に合
体することが試みられている。
用して材料の切断,溶接,熱処理等を行うレーザ加工機
が近年実用化されている。しかしながら、一般に従来の
レーザ加工機は、レーザ光の加工エネルギーがその焦点
付近にのみ作用し、また高出力を得るには極めて高いコ
ストを要する等の理由で、厚板や3次元的な複雑形状を
有する工作物の切削加工には不向きである。したがって
このような立体的形状を有する工作物に対して、切削加
工と熱処理等の表面硬化処理をレーザ加工機で連続的に
作業することは困難であった。そこでこのような連続加
工処理を実施する場合は、工作物に対してまず切削工作
機械による切削加工を施し、次いでレーザ加工機によっ
て加工処理することとなる。このとき、切削工作機械か
らレーザ加工機へ工作物を移す手間を省き、作業工程の
プログラム化を容易にし、装置規模を縮小するために、
切削工作機械とレーザ加工機とを1台の複合型機械に合
体することが試みられている。
【0003】本出願人は、本願に先立つ先行出願として
特願平3−51114号において、冒頭に記した種類の
レーザ加工可能な複合型工作機械を提供している。この
複合型工作機械は、静止機台上で相互に直交する2軸方
向へ移動可能なテーブルに対置して、これら2軸方向の
両者に直交するZ軸方向へ移動可能に配置され、内部
に、Z軸方向へ延設した所定口径の直線貫通路を、かつ
先端に、切削工具を保持した工具ホルダを着脱自在に支
持する工具支持部を備えた主軸と、主軸の後端から直線
貫通路内へ、Z軸方向にレーザ光を案内かつ直進させる
少なくとも1つのミラーを備えたレーザ光路装置と、主
軸先端の工具支持部へ着脱自在な装着部、及びレーザ光
路装置によって案内されたレーザ光を集光、出射するレ
ンズを備えたレーザ加工用アーバと、工具ホルダとレー
ザ加工用アーバとを交換する工具交換装置とを具備す
る。この複合型工作機械によれば、切削工具による3次
元的な切削加工と、レーザ光による2次元的な加工処理
とを1台の工作機械で交互にかつ連続して実施でき、作
業の迅速化、及び装置規模の縮小が可能となる。
特願平3−51114号において、冒頭に記した種類の
レーザ加工可能な複合型工作機械を提供している。この
複合型工作機械は、静止機台上で相互に直交する2軸方
向へ移動可能なテーブルに対置して、これら2軸方向の
両者に直交するZ軸方向へ移動可能に配置され、内部
に、Z軸方向へ延設した所定口径の直線貫通路を、かつ
先端に、切削工具を保持した工具ホルダを着脱自在に支
持する工具支持部を備えた主軸と、主軸の後端から直線
貫通路内へ、Z軸方向にレーザ光を案内かつ直進させる
少なくとも1つのミラーを備えたレーザ光路装置と、主
軸先端の工具支持部へ着脱自在な装着部、及びレーザ光
路装置によって案内されたレーザ光を集光、出射するレ
ンズを備えたレーザ加工用アーバと、工具ホルダとレー
ザ加工用アーバとを交換する工具交換装置とを具備す
る。この複合型工作機械によれば、切削工具による3次
元的な切削加工と、レーザ光による2次元的な加工処理
とを1台の工作機械で交互にかつ連続して実施でき、作
業の迅速化、及び装置規模の縮小が可能となる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
先願に係る複合型工作機械では、レーザ光は主軸及びレ
ーザ加工用アーバ内をZ軸方向に直進してレンズによっ
て集光され、テーブル上に設置した工作物へ出射される
ので、前述の加工エネルギーの観点からレーザ光による
平面加工処理は、レーザ光の出射方向すなわちZ軸方向
に直交する平面に対してのみ実施可能となる。したがっ
て、切削工具を用いて複雑な立体形状に加工された工作
物に対し、その後工程として多様な傾斜面にレーザ加工
を施すためには、各傾斜面を主軸のZ軸方向に直交する
平面上に配置するように、そのつど工作物の姿勢を変え
て、テーブル上に固定し直す必要がある。このような工
作物の姿勢変え作業は、多大な時間及び労働を要し、複
合型工作機械の自動化及び無人化、並びに作業時間の短
縮化の隘路となる。
先願に係る複合型工作機械では、レーザ光は主軸及びレ
ーザ加工用アーバ内をZ軸方向に直進してレンズによっ
て集光され、テーブル上に設置した工作物へ出射される
ので、前述の加工エネルギーの観点からレーザ光による
平面加工処理は、レーザ光の出射方向すなわちZ軸方向
に直交する平面に対してのみ実施可能となる。したがっ
て、切削工具を用いて複雑な立体形状に加工された工作
物に対し、その後工程として多様な傾斜面にレーザ加工
を施すためには、各傾斜面を主軸のZ軸方向に直交する
平面上に配置するように、そのつど工作物の姿勢を変え
て、テーブル上に固定し直す必要がある。このような工
作物の姿勢変え作業は、多大な時間及び労働を要し、複
合型工作機械の自動化及び無人化、並びに作業時間の短
縮化の隘路となる。
【0005】本発明は、このような課題を解決するため
に上記先願にさらに工夫改善を施したものであり、その
目的は、複雑な立体形状を有する工作物の多様な傾斜面
に対し、工作物の姿勢を変えることなく連続してレーザ
加工を実施可能な複合型工作機械を提供することにあ
る。
に上記先願にさらに工夫改善を施したものであり、その
目的は、複雑な立体形状を有する工作物の多様な傾斜面
に対し、工作物の姿勢を変えることなく連続してレーザ
加工を実施可能な複合型工作機械を提供することにあ
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、複合型工作機械の主軸先端に、切削工具
を保持した工具ホルダと適宜交換して装着されるレーザ
加工用アーバに、レーザ光の出射角度の変更構造を設
け、工作物の多様な傾斜面の傾斜角度に対応してレーザ
光の出射角度を変更できる構成として、複雑な立体形状
の工作物に対しても所望の部位へ連続的かつ自動的にレ
ーザ加工を実施可能な複合型工作機械を提供する。
に、本発明は、複合型工作機械の主軸先端に、切削工具
を保持した工具ホルダと適宜交換して装着されるレーザ
加工用アーバに、レーザ光の出射角度の変更構造を設
け、工作物の多様な傾斜面の傾斜角度に対応してレーザ
光の出射角度を変更できる構成として、複雑な立体形状
の工作物に対しても所望の部位へ連続的かつ自動的にレ
ーザ加工を実施可能な複合型工作機械を提供する。
【0007】したがって、本発明に係るレーザ加工可能
な複合型工作機械は、上記先願の複合型工作機械におい
て、上記レーザ加工用アーバが、上記装着部内に上記Z
軸方向に延設され、上記レーザ光路装置によって案内さ
れたレーザ光を通す第1の通路と、上記装着部の前端
に、上記Z軸方向へのレーザ光の進路に直交する軸線を
有して延設された軸を介して揺動可能に連結され、内部
に上記第1の通路に連通する第2の通路を有し、かつこ
の第2の通路内に上記レンズを固定的に配置する出射部
と、上記軸に支持されて上記装着部の第1の通路と上記
出射部の第2の通路との間に架設され、出射部の揺動動
作に対応して軸の周りで回動し、出射部の全ての揺動傾
斜位置で、第1の通路を通ったレーザ光を第2の通路内
の上記レンズへ導くレーザ光反射手段と、レーザ光反射
手段と上記装着部及び上記出射部とを連結して、装着部
に対する出射部の揺動動作と、レーザ光反射手段の回動
動作とを連動させる連結手段と、上記出射部の揺動動
作、及び上記レーザ光反射手段の回動動作を生じさせる
駆動手段とを具備したことを特徴とするものである。
な複合型工作機械は、上記先願の複合型工作機械におい
て、上記レーザ加工用アーバが、上記装着部内に上記Z
軸方向に延設され、上記レーザ光路装置によって案内さ
れたレーザ光を通す第1の通路と、上記装着部の前端
に、上記Z軸方向へのレーザ光の進路に直交する軸線を
有して延設された軸を介して揺動可能に連結され、内部
に上記第1の通路に連通する第2の通路を有し、かつこ
の第2の通路内に上記レンズを固定的に配置する出射部
と、上記軸に支持されて上記装着部の第1の通路と上記
出射部の第2の通路との間に架設され、出射部の揺動動
作に対応して軸の周りで回動し、出射部の全ての揺動傾
斜位置で、第1の通路を通ったレーザ光を第2の通路内
の上記レンズへ導くレーザ光反射手段と、レーザ光反射
手段と上記装着部及び上記出射部とを連結して、装着部
に対する出射部の揺動動作と、レーザ光反射手段の回動
動作とを連動させる連結手段と、上記出射部の揺動動
作、及び上記レーザ光反射手段の回動動作を生じさせる
駆動手段とを具備したことを特徴とするものである。
【0008】
【作用】立体形状の工作物の所望の傾斜面をレーザ加工
する際に、傾斜面の傾斜角度に対応して、レーザ加工用
アーバの出射部が駆動手段の駆動によりZ軸方向に直交
する軸の周りを揺動し、同時にこの軸に取着されたレー
ザ光反射手段が第1及び第2の通路内で回動する。レー
ザ光路装置によってレーザ加工用アーバの装着部の第1
の通路へ案内されたレーザ光は、その進路上にあるレー
ザ光反射手段によって反射され、屈折して進行する。こ
のときレーザ光反射手段は、装着部に対する出射部の揺
動動作に連動して回動しかつレーザ光の進路上に回動軸
線を配置するので、屈折進行するレーザ光は、出射部の
全ての揺動傾斜位置で第1の通路から第2の通路へ導か
れ、第2の通路内に配置したレンズを通して工作物の所
与の傾斜面に出射される。
する際に、傾斜面の傾斜角度に対応して、レーザ加工用
アーバの出射部が駆動手段の駆動によりZ軸方向に直交
する軸の周りを揺動し、同時にこの軸に取着されたレー
ザ光反射手段が第1及び第2の通路内で回動する。レー
ザ光路装置によってレーザ加工用アーバの装着部の第1
の通路へ案内されたレーザ光は、その進路上にあるレー
ザ光反射手段によって反射され、屈折して進行する。こ
のときレーザ光反射手段は、装着部に対する出射部の揺
動動作に連動して回動しかつレーザ光の進路上に回動軸
線を配置するので、屈折進行するレーザ光は、出射部の
全ての揺動傾斜位置で第1の通路から第2の通路へ導か
れ、第2の通路内に配置したレンズを通して工作物の所
与の傾斜面に出射される。
【0009】
【実施例】以下、添付図面を参照して、本発明をその実
施例に基づきさらに詳細に説明する。図1及び図2を参
照すると、本発明の実施例によるレーザ加工可能な複合
型工作機械10は、床面に設置した静止機台のベッド1
2上に立設したコラム14に、上下方向すなわちZ軸方
向へ移動可能に配設された主軸頭16を備える。主軸頭
16は、コラム14の前面に上下方向に延設したレール
18を介して、図示しないモータの駆動によりZ軸方向
へ移動する。また、コラム14に支持された主軸頭16
の下方には、ベッド12上にサドル20が、コラム14
に対して前後方向すなわち上記Z軸に直交するY軸方向
へ図示しないモータの駆動により移動可能に設置され
る。さらに、サドル20の上面にテーブル22が、コラ
ム14に対して左右方向すなわち上記Z軸及びY軸の両
軸線に直交するX軸方向(図2)へ、図示しないモータ
の駆動により移動可能に設置される。
施例に基づきさらに詳細に説明する。図1及び図2を参
照すると、本発明の実施例によるレーザ加工可能な複合
型工作機械10は、床面に設置した静止機台のベッド1
2上に立設したコラム14に、上下方向すなわちZ軸方
向へ移動可能に配設された主軸頭16を備える。主軸頭
16は、コラム14の前面に上下方向に延設したレール
18を介して、図示しないモータの駆動によりZ軸方向
へ移動する。また、コラム14に支持された主軸頭16
の下方には、ベッド12上にサドル20が、コラム14
に対して前後方向すなわち上記Z軸に直交するY軸方向
へ図示しないモータの駆動により移動可能に設置され
る。さらに、サドル20の上面にテーブル22が、コラ
ム14に対して左右方向すなわち上記Z軸及びY軸の両
軸線に直交するX軸方向(図2)へ、図示しないモータ
の駆動により移動可能に設置される。
【0010】主軸頭16の前端には、Z軸方向へ延設さ
れた円筒状の穴24内に、軸受26を介して回転可能に
主軸28を配置する。主軸28は、主軸頭16の移動方
向すなわちZ軸方向に平行な軸線に関して、主軸モータ
30の駆動により回転する。主軸モータ30は、支柱3
2により主軸頭16の上面に支持され、駆動プーリ3
4、ベルト36及び従動プーリ38を介して出力部を主
軸28の後端に連結し、主軸28を回転駆動する。主軸
28の先端には、切削工具を保持した工具ホルダ(図示
せず)を着脱自在に装着する工具支持部40が形成され
る。切削加工時には、工具支持部40に工具ホルダを装
着し、主軸28の回転によりテーブル22上に固定した
工作物Wを3次元的に切削加工する。
れた円筒状の穴24内に、軸受26を介して回転可能に
主軸28を配置する。主軸28は、主軸頭16の移動方
向すなわちZ軸方向に平行な軸線に関して、主軸モータ
30の駆動により回転する。主軸モータ30は、支柱3
2により主軸頭16の上面に支持され、駆動プーリ3
4、ベルト36及び従動プーリ38を介して出力部を主
軸28の後端に連結し、主軸28を回転駆動する。主軸
28の先端には、切削工具を保持した工具ホルダ(図示
せず)を着脱自在に装着する工具支持部40が形成され
る。切削加工時には、工具支持部40に工具ホルダを装
着し、主軸28の回転によりテーブル22上に固定した
工作物Wを3次元的に切削加工する。
【0011】図1に示すように、主軸28は、内部を長
手方向に貫通する直線貫通路42を備えた中空の円筒形
状を有し、その先端の工具支持部40に、同様に貫通路
を備えた中空のレーザ加工用アーバ44を着脱自在に装
着できるようになっている。主軸28の直線貫通路42
には、主軸28の後方からレーザ光(図1に点線で示
す)が入射する。レーザ光は、工場内の適所に配置され
た発振装置46から照射され、必要に応じて1個又は複
数個のミラー48に案内されて主軸28の後方から直線
貫通路42に進入する。主軸28内へのレーザ光の入射
経路は、ミラー48の設置位置及び角度調節により主軸
28の中心軸線に合致され、従ってレーザ光は主軸28
の移動方向(Z軸方向)に平行に入射する。主軸28の
後部上方には、レーザ光を保護するための管50を延設
する。管50は、主軸28のZ軸方向への移動を許容す
るために、図1に示すように入れ子式に伸縮自在になっ
ている。ミラー48及び管50はレーザ光路装置を構成
する。
手方向に貫通する直線貫通路42を備えた中空の円筒形
状を有し、その先端の工具支持部40に、同様に貫通路
を備えた中空のレーザ加工用アーバ44を着脱自在に装
着できるようになっている。主軸28の直線貫通路42
には、主軸28の後方からレーザ光(図1に点線で示
す)が入射する。レーザ光は、工場内の適所に配置され
た発振装置46から照射され、必要に応じて1個又は複
数個のミラー48に案内されて主軸28の後方から直線
貫通路42に進入する。主軸28内へのレーザ光の入射
経路は、ミラー48の設置位置及び角度調節により主軸
28の中心軸線に合致され、従ってレーザ光は主軸28
の移動方向(Z軸方向)に平行に入射する。主軸28の
後部上方には、レーザ光を保護するための管50を延設
する。管50は、主軸28のZ軸方向への移動を許容す
るために、図1に示すように入れ子式に伸縮自在になっ
ている。ミラー48及び管50はレーザ光路装置を構成
する。
【0012】図1及び図3に示すように、レーザ加工用
アーバ44は、主軸28の工具支持部40に密着する装
着部52を後部に備え、装着部52の前端に、Z軸方向
へのレーザ光の進路に直交する軸線を有して延設された
軸54を介して出射部56を揺動可能に連結する。装着
部52は、内部貫通路として、ミラー48及び管50に
よって案内されたレーザ光を通す第1の通路58を備え
る。装着部52はテーパ状外形を有し、その後端にいわ
ゆるプルスタッド式の係止部60を備える。レーザ加工
用アーバ44の装着部52の構造は、上述の工具ホルダ
の周知の装着部構造と同一であり、レーザ加工用アーバ
44と切削工具を保持した工具ホルダとを周知構造の工
具交換装置(図示せず)によって適宜交換可能となって
いる。
アーバ44は、主軸28の工具支持部40に密着する装
着部52を後部に備え、装着部52の前端に、Z軸方向
へのレーザ光の進路に直交する軸線を有して延設された
軸54を介して出射部56を揺動可能に連結する。装着
部52は、内部貫通路として、ミラー48及び管50に
よって案内されたレーザ光を通す第1の通路58を備え
る。装着部52はテーパ状外形を有し、その後端にいわ
ゆるプルスタッド式の係止部60を備える。レーザ加工
用アーバ44の装着部52の構造は、上述の工具ホルダ
の周知の装着部構造と同一であり、レーザ加工用アーバ
44と切削工具を保持した工具ホルダとを周知構造の工
具交換装置(図示せず)によって適宜交換可能となって
いる。
【0013】レーザ加工用アーバ44の出射部56は、
装着部52の第1の通路58に連通する第2の通路62
を内部貫通路として備える。さらに出射部58は、第2
の通路62内にレーザ光集光用のレンズ64を固定配置
する。レンズ64を通ったレーザ光は、出射部56の前
方で焦点を形成し、工作物Wに対し非接触加工処理を遂
行する。
装着部52の第1の通路58に連通する第2の通路62
を内部貫通路として備える。さらに出射部58は、第2
の通路62内にレーザ光集光用のレンズ64を固定配置
する。レンズ64を通ったレーザ光は、出射部56の前
方で焦点を形成し、工作物Wに対し非接触加工処理を遂
行する。
【0014】レーザ加工用アーバ44の装着部52と出
射部56との間には、各々の通路58,62間に亙っ
て、軸54に支持された可動反射板66が架設される。
可動反射板66は、片面にレーザ光の進路を屈折させる
ための反射鏡68を備えて、本発明のレーザ光反射手段
を構成する。反射鏡68の表面すなわち反射面は、軸5
4の中心軸線(図3に鎖線で示す)を含む面上にあり、
したがって、第1の通路58を通ったレーザ光(図3に
点線で示す)は、可動反射板66の傾斜角度に関わらず
常に軸54の中心軸線上で反射鏡68によって反射さ
れ、屈折して進行することとなる。
射部56との間には、各々の通路58,62間に亙っ
て、軸54に支持された可動反射板66が架設される。
可動反射板66は、片面にレーザ光の進路を屈折させる
ための反射鏡68を備えて、本発明のレーザ光反射手段
を構成する。反射鏡68の表面すなわち反射面は、軸5
4の中心軸線(図3に鎖線で示す)を含む面上にあり、
したがって、第1の通路58を通ったレーザ光(図3に
点線で示す)は、可動反射板66の傾斜角度に関わらず
常に軸54の中心軸線上で反射鏡68によって反射さ
れ、屈折して進行することとなる。
【0015】可動反射板66の両側部66aのそれぞれ
には、軸54に関して対称位置に、反射鏡68の反射面
と平行に延びる一対の案内溝70が凹設される。各案内
溝70内には、案内溝70の深さ以上の長さを有する略
円筒状の連結ピン72が摺動可能に配置される。他方、
レーザ加工用アーバ44の装着部52と出射部56との
各々には、案内溝70内に配置された各連結ピン72が
係合可能な位置で、各々の通路58,62の内壁面にそ
れぞれ一対の案内板74,76が固定される。各案内板
74,76は、各連結ピン72が係合可能な直線状の案
内溝78,80をそれぞれに備え、各案内溝78,80
の伸長方向が各通路58,62の中心線方向に一致する
ように、装着部52及び出射部56の内壁面に固定され
る。したがって、可動反射板66の両側部66aに設け
た各案内溝70と、装着部52及び出射部56の内壁面
に固定した各案内板74,76の案内溝78,80との
間に、各溝内を摺動する連結ピン72をそれぞれ介設す
ると、軸54に関する装着部52と出射部56との相対
的揺動動作が、案内板74,76、案内溝78,80、
連結ピン72、及び案内溝70を介して可動反射板66
へ伝達され、可動反射板66が反射鏡68を伴って軸5
4の周りを回動する。したがって本発明の連結手段は、
案内板74,76、案内溝78,80、連結ピン72、
及び案内溝70によって構成される。なお、このような
構成に鑑みて、少なくとも各案内溝70,78,80の
内壁面及び連結ピン72の外周面は、容易に変形しない
剛性と円滑な摺動性とを有する材料からなることが好ま
しい。
には、軸54に関して対称位置に、反射鏡68の反射面
と平行に延びる一対の案内溝70が凹設される。各案内
溝70内には、案内溝70の深さ以上の長さを有する略
円筒状の連結ピン72が摺動可能に配置される。他方、
レーザ加工用アーバ44の装着部52と出射部56との
各々には、案内溝70内に配置された各連結ピン72が
係合可能な位置で、各々の通路58,62の内壁面にそ
れぞれ一対の案内板74,76が固定される。各案内板
74,76は、各連結ピン72が係合可能な直線状の案
内溝78,80をそれぞれに備え、各案内溝78,80
の伸長方向が各通路58,62の中心線方向に一致する
ように、装着部52及び出射部56の内壁面に固定され
る。したがって、可動反射板66の両側部66aに設け
た各案内溝70と、装着部52及び出射部56の内壁面
に固定した各案内板74,76の案内溝78,80との
間に、各溝内を摺動する連結ピン72をそれぞれ介設す
ると、軸54に関する装着部52と出射部56との相対
的揺動動作が、案内板74,76、案内溝78,80、
連結ピン72、及び案内溝70を介して可動反射板66
へ伝達され、可動反射板66が反射鏡68を伴って軸5
4の周りを回動する。したがって本発明の連結手段は、
案内板74,76、案内溝78,80、連結ピン72、
及び案内溝70によって構成される。なお、このような
構成に鑑みて、少なくとも各案内溝70,78,80の
内壁面及び連結ピン72の外周面は、容易に変形しない
剛性と円滑な摺動性とを有する材料からなることが好ま
しい。
【0016】さらにレーザ加工用アーバ44は、出射部
56を軸54に関して揺動させる駆動手段として、ステ
ップモータ等の制御が容易な小型モータ82を備える。
小型モータ82は、装着部52の外側に固定され、その
出力部を歯車列等の図示しない伝達手段を介して出射部
56に連結し、出射部56を軸54に関して所望の傾斜
位置に揺動させる。したがってこの実施例では、出射部
56と可動反射板66との連動する傾斜動作は、出射部
56が主動側、可動反射板66が従動側として作用する
ことになる。
56を軸54に関して揺動させる駆動手段として、ステ
ップモータ等の制御が容易な小型モータ82を備える。
小型モータ82は、装着部52の外側に固定され、その
出力部を歯車列等の図示しない伝達手段を介して出射部
56に連結し、出射部56を軸54に関して所望の傾斜
位置に揺動させる。したがってこの実施例では、出射部
56と可動反射板66との連動する傾斜動作は、出射部
56が主動側、可動反射板66が従動側として作用する
ことになる。
【0017】上記構成を有する複合型工作機械10にお
いて、まず切削加工時には、切削工具を保持した工具ホ
ルダを工具交換装置によって主軸28の工具支持部40
に装着し、工作物Wの切削加工を実施する。次に、工作
物Wをテーブル22上に固定したままの状態で、工具交
換装置によって工具ホルダをレーザ加工用アーバ44に
交換する。そして発振装置46の作動により生成したレ
ーザ光を、ミラー48及び管50を介して主軸28の直
線貫通路42へ案内し、レーザ加工用アーバ44の出射
部56先端から工作物Wの表面にレーザ光を照射する。
このとき、複雑な立体形状に切削加工された工作物Wの
所望の面にレーザ加工を施すために、小型モータ82の
駆動により被加工面の傾斜角度に対応してレーザ加工用
アーバ44の出射部56を揺動させ、同時に反射鏡68
を備えた可動反射板66を軸54に関して回動させるの
である。
いて、まず切削加工時には、切削工具を保持した工具ホ
ルダを工具交換装置によって主軸28の工具支持部40
に装着し、工作物Wの切削加工を実施する。次に、工作
物Wをテーブル22上に固定したままの状態で、工具交
換装置によって工具ホルダをレーザ加工用アーバ44に
交換する。そして発振装置46の作動により生成したレ
ーザ光を、ミラー48及び管50を介して主軸28の直
線貫通路42へ案内し、レーザ加工用アーバ44の出射
部56先端から工作物Wの表面にレーザ光を照射する。
このとき、複雑な立体形状に切削加工された工作物Wの
所望の面にレーザ加工を施すために、小型モータ82の
駆動により被加工面の傾斜角度に対応してレーザ加工用
アーバ44の出射部56を揺動させ、同時に反射鏡68
を備えた可動反射板66を軸54に関して回動させるの
である。
【0018】この連動作用は上述のように、装着部52
及び出射部56に固定した各案内板74,76の案内溝
78,80内、及び可動反射板66の両側部66aに設
けた対応する案内溝70内を摺動する各連結ピン72に
よって遂行される。このとき、図4に示すように、装着
部52に対する出射部56の傾斜角度、すなわちZ軸方
向に対する出射部56の案内板76の案内溝80の傾斜
角度αと、Z軸方向に対する可動反射板66の反射鏡6
8の反射面の傾斜角度βとの関係が、常にα=2βであ
れば、装着部52の第1の通路58内をZ軸方向へ直進
するレーザ光は、反射鏡68の反射によって屈折した
後、出射部56の第2の通路62の中心線方向へ進行す
ることとなる。図4の各図に示すように((a)はα=
60゜、(b)はα=90゜、(c)はα=120゜の
状態をそれぞれ示す)、このα=2βの関係は、各案内
溝70,78,80内を自由に摺動する連結ピン72の
作用によって、出射部56の全ての揺動傾斜位置におい
て常に維持される。これは、固定支点である軸54に関
して回動動作する案内溝70と、常に固定位置にある案
内溝78及び軸54に関して揺動動作する案内溝80と
の、連結ピン72によって形成される交点が、出射部5
6の傾斜角度αによって決まる1つの位置にそれぞれ位
置すること、したがって反射鏡68の傾斜角度βも1つ
に決まること、及び反射鏡68の回動軸線上でレーザ光
が反射することに起因して生じる特有の作用である。
及び出射部56に固定した各案内板74,76の案内溝
78,80内、及び可動反射板66の両側部66aに設
けた対応する案内溝70内を摺動する各連結ピン72に
よって遂行される。このとき、図4に示すように、装着
部52に対する出射部56の傾斜角度、すなわちZ軸方
向に対する出射部56の案内板76の案内溝80の傾斜
角度αと、Z軸方向に対する可動反射板66の反射鏡6
8の反射面の傾斜角度βとの関係が、常にα=2βであ
れば、装着部52の第1の通路58内をZ軸方向へ直進
するレーザ光は、反射鏡68の反射によって屈折した
後、出射部56の第2の通路62の中心線方向へ進行す
ることとなる。図4の各図に示すように((a)はα=
60゜、(b)はα=90゜、(c)はα=120゜の
状態をそれぞれ示す)、このα=2βの関係は、各案内
溝70,78,80内を自由に摺動する連結ピン72の
作用によって、出射部56の全ての揺動傾斜位置におい
て常に維持される。これは、固定支点である軸54に関
して回動動作する案内溝70と、常に固定位置にある案
内溝78及び軸54に関して揺動動作する案内溝80と
の、連結ピン72によって形成される交点が、出射部5
6の傾斜角度αによって決まる1つの位置にそれぞれ位
置すること、したがって反射鏡68の傾斜角度βも1つ
に決まること、及び反射鏡68の回動軸線上でレーザ光
が反射することに起因して生じる特有の作用である。
【0019】図4からわかるように、出射部56の最小
傾斜角度は、各案内溝70,78,80の長さによって
決まる。この構造では、傾斜角度α=0に出射部56を
配置することはできない。したがって、Z軸方向に直交
する面を加工する場合は、工具交換装置によって、前述
の先願において使用した角度調整構造を持たないレーザ
加工用アーバに交換すればよい。また、傾斜角度α<
0、すなわち図1で示した加工中の面の反対側の傾斜面
を加工する場合は、主軸モータ30の駆動によって主軸
28を180゜回転することにより、同様にこの傾斜面
への加工が可能となる。したがって、この複合型工作機
械によれば、立体形状の工作物の外側傾斜面(図2参
照)だけでなく、工作物に凹設された凹部の内側傾斜面
(図1参照)のレーザ加工を、連続的に実施することが
できる。
傾斜角度は、各案内溝70,78,80の長さによって
決まる。この構造では、傾斜角度α=0に出射部56を
配置することはできない。したがって、Z軸方向に直交
する面を加工する場合は、工具交換装置によって、前述
の先願において使用した角度調整構造を持たないレーザ
加工用アーバに交換すればよい。また、傾斜角度α<
0、すなわち図1で示した加工中の面の反対側の傾斜面
を加工する場合は、主軸モータ30の駆動によって主軸
28を180゜回転することにより、同様にこの傾斜面
への加工が可能となる。したがって、この複合型工作機
械によれば、立体形状の工作物の外側傾斜面(図2参
照)だけでなく、工作物に凹設された凹部の内側傾斜面
(図1参照)のレーザ加工を、連続的に実施することが
できる。
【0020】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
は、レーザ加工可能な複合型工作機械の主軸先端の工具
支持部に、切削工具を保持した工具ホルダと交換可能に
装着されるレーザ加工用アーバを、工具支持部に装着さ
れる装着部と、その前部に揺動可能に連結されるととも
に内部にレーザ光集光用のレンズを備えた出射部とから
構成し、さらに装着部と出射部との間に、出射部の揺動
に連動して回動するとともに、出射部の全ての揺動傾斜
位置で、装着部内を通ったレーザ光を出射部内のレンズ
へ導くレーザ光反射手段を架設したので、立体形状の工
作物の所望の傾斜面をレーザ加工する際に、傾斜面の傾
斜角度に対応して、レーザ加工用アーバの出射部及びレ
ーザ光反射手段を所望の傾斜位置へ変位させることがで
き、レーザ光を屈折進行させて出射することにより、工
作物の所望の傾斜面に加工処理を実施することができ
る。したがって、複雑な立体形状を有する工作物の多様
な傾斜面に対し、工作物の姿勢を変えることなく連続し
てレーザ加工を実施することができ、複合型工作機械の
自動化、無人化に寄与することとなる。
は、レーザ加工可能な複合型工作機械の主軸先端の工具
支持部に、切削工具を保持した工具ホルダと交換可能に
装着されるレーザ加工用アーバを、工具支持部に装着さ
れる装着部と、その前部に揺動可能に連結されるととも
に内部にレーザ光集光用のレンズを備えた出射部とから
構成し、さらに装着部と出射部との間に、出射部の揺動
に連動して回動するとともに、出射部の全ての揺動傾斜
位置で、装着部内を通ったレーザ光を出射部内のレンズ
へ導くレーザ光反射手段を架設したので、立体形状の工
作物の所望の傾斜面をレーザ加工する際に、傾斜面の傾
斜角度に対応して、レーザ加工用アーバの出射部及びレ
ーザ光反射手段を所望の傾斜位置へ変位させることがで
き、レーザ光を屈折進行させて出射することにより、工
作物の所望の傾斜面に加工処理を実施することができ
る。したがって、複雑な立体形状を有する工作物の多様
な傾斜面に対し、工作物の姿勢を変えることなく連続し
てレーザ加工を実施することができ、複合型工作機械の
自動化、無人化に寄与することとなる。
【図1】本発明の実施例によるレーザ加工可能な複合型
工作機械の、主軸及びレーザ加工用アーバを断面で示す
部分断面側面図である。
工作機械の、主軸及びレーザ加工用アーバを断面で示す
部分断面側面図である。
【図2】図1の複合型工作機械の正面図で、異なる加工
状態を示す図である。
状態を示す図である。
【図3】図1の複合型工作機械におけるレーザ加工用ア
ーバの内部構造を示す拡大図である。
ーバの内部構造を示す拡大図である。
【図4】レーザ加工用アーバの出射部と反射鏡との連動
構造の作動説明図で、出射部の傾斜角度αが、(a)6
0゜、(b)90゜、(c)120゜の状態を示す。
構造の作動説明図で、出射部の傾斜角度αが、(a)6
0゜、(b)90゜、(c)120゜の状態を示す。
16…主軸頭 22…テーブル 28…主軸 30…主軸モータ 40…工具支持部 42…直線貫通路 44…レーザ加工用アーバ 46…発振装置 48…ミラー 50…管 52…装着部 54…軸 56…出射部 58…第1の通路 62…第2の通路 64…レンズ 66…可動反射板 68…反射鏡 70,78,80…案内溝 72…連結ピン 74,76…案内板
Claims (1)
- 【請求項1】 静止機台上で相互に直交する2軸方向へ
移動可能なテーブルに対置して、該2軸方向の両者に直
交するZ軸方向へ移動可能に配置され、内部に、該Z軸
方向へ延設した所定口径の直線貫通路を、かつ先端に、
切削工具を保持した工具ホルダを着脱自在に支持する工
具支持部を備えた主軸と、該主軸の後端から前記直線貫
通路内へ、前記Z軸方向にレーザ光を案内かつ直進させ
る少なくとも1つのミラーを備えたレーザ光路装置と、
前記主軸先端の工具支持部へ着脱自在な装着部、及び前
記レーザ光路装置によって案内されたレーザ光を集光、
出射するレンズを備えたレーザ加工用アーバと、前記工
具ホルダと前記レーザ加工用アーバとを交換する工具交
換装置とを具備し、切削加工とレーザ加工とを交互的に
実施可能な複合型工作機械において、 前記レーザ加工用アーバは、 前記装着部内に前記Z軸方向に延設され、前記レーザ光
路装置によって案内されたレーザ光を通す第1の通路
と、 前記装着部の前端に、前記Z軸方向へのレーザ光の進路
に直交する軸線を有して延設された軸を介して揺動可能
に連結され、内部に前記第1の通路に連通する第2の通
路を有し、かつ該第2の通路内に前記レンズを固定的に
配置する出射部と、 前記軸に支持されて前記装着部の第1の通路と前記出射
部の第2の通路との間に架設され、該出射部の揺動動作
に対応して該軸の周りで回動し、該出射部の全ての揺動
傾斜位置で、該第1の通路を通ったレーザ光を該第2の
通路内の前記レンズへ導くレーザ光反射手段と、 前記レーザ光反射手段と前記装着部及び前記出射部とを
連結して、該装着部に対する該出射部の揺動動作と、該
レーザ光反射手段の回動動作とを連動させる連結手段
と、 前記出射部の揺動動作、及び前記レーザ光反射手段の回
動動作を生じさせる駆動手段、 とを具備したことを特徴とするレーザ加工可能な複合型
工作機械。
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4099699A JPH05293730A (ja) | 1992-04-20 | 1992-04-20 | レーザ加工可能な複合型工作機械 |
KR1019930703887A KR960008697B1 (ko) | 1992-04-20 | 1993-04-20 | 레이저 가공 가능한 복합형 공작 기계 |
DE69311781T DE69311781T2 (de) | 1992-04-20 | 1993-04-20 | Zur laserbearbeitung fähige verbundwerkzeugmaschine |
PCT/JP1993/000511 WO1993020975A1 (en) | 1992-04-20 | 1993-04-20 | Composite machine tool capable of laser machining |
US08/162,147 US5376061A (en) | 1992-04-20 | 1993-04-20 | Compound machine tool capable of laser beam processing |
EP93908120A EP0593783B1 (en) | 1992-04-20 | 1993-04-20 | Composite machine tool capable of laser machining |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4099699A JPH05293730A (ja) | 1992-04-20 | 1992-04-20 | レーザ加工可能な複合型工作機械 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05293730A true JPH05293730A (ja) | 1993-11-09 |
Family
ID=14254305
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4099699A Pending JPH05293730A (ja) | 1992-04-20 | 1992-04-20 | レーザ加工可能な複合型工作機械 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5376061A (ja) |
EP (1) | EP0593783B1 (ja) |
JP (1) | JPH05293730A (ja) |
KR (1) | KR960008697B1 (ja) |
DE (1) | DE69311781T2 (ja) |
WO (1) | WO1993020975A1 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4599475B2 (ja) * | 2000-03-22 | 2010-12-15 | 福岡県 | 工作機械上での溶接システム |
Families Citing this family (25)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE9414501U1 (de) * | 1994-09-03 | 1994-11-10 | Trumpf Gmbh & Co, 71254 Ditzingen | Bearbeitungsmaschine mit relativverschiebbaren Drehvorrichtungen |
DE19910880A1 (de) * | 1999-03-11 | 2000-09-14 | Deckel Maho Gmbh | Werkzeugmaschine für die Werkstückbearbeitung mit spanenden Werkzeugen und Laserstrahl |
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