Dispositivo de protección para cabeza de procesamiento láser
Descripción general
 En caso de una colisión con un obstáculo conductor, el movimiento del cabezal de procesamiento del láser se detiene sin afectar negativamente al cabezal de procesamiento del láser, y el procesamiento del láser puede realizarse en un lugar estrecho. Un cabezal de procesamiento láser 21 de una máquina de procesamiento láser para procesamiento láser. Una pieza de trabajo 20 hecha de un elemento metálico está provista de una conductividad deformable aislada eléctricamente del cabezal de procesamiento láser 21 en la dirección de avance del cabezal de procesamiento láser. El contactor 25 está conectado y funciona con una corriente débil cuando el obstáculo conductor 50 en la pieza de trabajo 20 y el contacto conductor 25 están en contacto entre el contacto conductor 25 y la pieza de trabajo 20 Se conecta un circuito de detección de colisión 34 para detener el movimiento del cabezal de procesamiento de láser 21.
Campo técnico
La presente invención se refiere a un dispositivo de protección para proteger un cabezal de procesamiento de láser para irradiar luz láser de la colisión con un obstáculo.
Antecedentes de la técnica
Un cabezal de procesamiento de una máquina de procesamiento láser enfoca un rayo láser mediante una lente e irradia una pieza de trabajo con el rayo láser enfocado para realizar el procesamiento, como soldadura y corte. Normalmente, el cabezal de mecanizado se mueve mediante un dispositivo de control numérico, un robot o similar, pero no se proporciona en particular una función para evitar un obstáculo, y se requiere un medio para evitar una colisión con un obstáculo.
La figura 5 muestra un ejemplo de un dispositivo de protección convencional para un cabezal de procesamiento de láser. Como se muestra en la figura 5, una porción de corte profundo 3 que se extiende en la dirección circunferencial está formada en la superficie periférica exterior de la parte de punta 2 del cabezal de procesamiento de láser 1. En tal estructura, cuando la porción de punta 2 del cabezal de procesamiento láser 1 colisiona con un obstáculo, la porción de punta 2 se rompe fácilmente de la porción cortada 3, de modo que una gran carga no actúa sobre el cabezal de procesamiento láser 1 , El impacto de la colisión se reduce.
La figura 6 muestra un ejemplo de un dispositivo de protección convencional para un cabezal de procesamiento láser. Como se muestra en la figura 6, el cabezal de procesamiento de láser 5 tiene un cabezal inferior 7 al que está unida la lente condensadora 6 y un cabezal superior 9 al que está unido el sensor 8. Un muelle helicoidal de compresión 10 está interpuesto entre la cabeza inferior 7 y la cabeza superior 9 para mantener la cabeza inferior 7 y la cabeza superior 9 en una actitud apropiada. En dicha estructura, cuando la cabeza inferior 7 colisiona con un obstáculo, la carga sobre la cabeza inferior 7 puede ser absorbida por la deformación elástica del muelle helicoidal de compresión 10, y el sensor 8 detecta la inclinación de la cabeza inferior 7 El movimiento del cabezal de mecanizado 5 puede detenerse.
Como técnica anterior relacionada con la técnica anterior, se conoce la Publicación del Modelo de Utilidad Japonesa Nº 58 43885. Aparato de protección descrito en la publicación, la periferia exterior del cabezal de mecanizado, que está dispuesto un miembro anular que tiene una pluralidad de miembro de barra está unida, en el momento de procesamiento por láser, el miembro anular está adaptado para ser accionado de forma giratoria por un motor Lo ha hecho. En este dispositivo, cuando el miembro en forma de varilla interfiere con el obstáculo, una sobrecorriente fluye a través del motor, de modo que el movimiento del cabezal de procesamiento puede detenerse detectando esta sobrecorriente.
Tarea de solución
Sin embargo, existen los siguientes problemas en el aparato de las Figuras 5 y 6 y la publicación mencionada anteriormente.
(1) En el caso del aparato mostrado en la figura 5, incluso cuando el cabezal de procesamiento colisiona con un obstáculo, dado que no se emite ninguna señal eléctrica, el movimiento del cabezal de procesamiento no puede detenerse automáticamente. Por lo tanto, el procesamiento continúa en un estado donde la condición de procesamiento del láser empeora y se produce un defecto de procesamiento.
(2) En el caso del aparato mostrado en la figura 6, el cabezal inferior 7 está muy inclinado hasta que el cabezal de mecanizado 5 se detiene después de la colisión del cabezal inferior 7 con el obstáculo. Por lo tanto, cuando el ancho del rayo láser L es W, existe el problema de que el rayo láser L irradia la superficie interna de la trayectoria óptica 7a de la cabeza inferior 7, y la superficie interna de la trayectoria óptica 7a se daña. Además, la estructura de dividir el cabezal de procesamiento 5 en la parte superior y la parte inferior tiene el problema de que la estructura se vuelve complicada y el cabezal de procesamiento 5 se vuelve grande. Por lo tanto, resulta imposible realizar el procesamiento del láser en un lugar estrecho.
(3) En el caso del aparato de la verdadera HirakiAkira 58 43 885 da a conocer el anterior, ya que el mecanismo de accionamiento de rotación está unido al cabezal de procesamiento, la vibración de giro al cabezal de procesamiento se transmite, la exactitud de procesado se puede deteriorar. Además, en este caso, dado que el miembro a modo de varilla está unido radialmente al miembro anular giratorio, existe el problema de que el procesamiento por láser no puede realizarse en un lugar estrecho como en el caso anterior.
Aunque como el obstáculo se puede considerar diferentes, por lo general y la parte de la pieza de trabajo que no está previsto deforma, lo más a menudo tal dispositivo de sujeción para presionar el lugar distinto de la posición predeterminada de la pieza de trabajo se convierte en un obstáculo . Dado que los obstáculos tales como estos dispositivos de sujeción generalmente están compuestos por un miembro de metal que es un conductor, la detección de obstáculos eléctricos es posible.
La presente invención se centra en los problemas anteriores, el movimiento del cabezal de procesamiento con láser sin afectar adversamente a la cabeza de tratamiento por láser durante el impacto con el obstáculo conductor se detuvo, sin embargo, capaz de procesamiento por láser de una protección espacio estrecho Y un objeto de la presente invención.
Solución
Dispositivo de protección del cabezal de procesamiento láser de acuerdo con la presente invención a lo largo de este propósito, el cabezal de procesamiento con láser de la máquina de tratamiento de láser para láser procesar una pieza de trabajo hecha de un miembro de metal, un cabezal de mecanizado láser situada por delante en la dirección de desplazamiento del cabezal de procesamiento con láser En el que un obstáculo conductor en la pieza de trabajo se pone en contacto con el contacto conductor entre el contacto conductor y la pieza de trabajo, en el que el contacto conductor está aislado eléctricamente del contacto conductivo Se conecta un circuito de detección de colisión que funciona con una corriente débil y detiene el movimiento del cabezal de procesamiento láser.
En el dispositivo de protección para el cabezal de procesamiento de láser así configurado, cuando un contacto conductor colisiona con un obstáculo conductor en la pieza de trabajo, fluye una corriente débil en el circuito de detección de colisión, y el movimiento del cabezal de procesamiento de láser Se detuvo. Aquí, dado que los contactos conductores están dispuestos por delante en la dirección de desplazamiento del cabezal de procesamiento con láser, la carga causada por la colisión entre el contacto conductor y el obstáculo conductora es absorbida por la deformación de la contacto conductor, el procesamiento láser La fuerza innecesaria no actuará en la cabeza. Además, puesto que el contacto conductor puede proporcionarse sólo en la dirección de desplazamiento hacia delante de la cabeza de tratamiento por láser, la anchura de la cabeza de tratamiento por láser puede ser pequeño en relación a la dirección de procesamiento por láser, es posible el procesamiento láser en un lugar estrecho.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS REALIZACIONES PREFERIDAS Las realizaciones preferidas de un dispositivo de protección del cabezal de procesamiento láser de acuerdo con la presente invención se describirán a continuación con referencia a los dibujos.
En la primera realización
1 a 3 muestran una primera realización de la presente invención, particularmente en el caso de ser aplicada a una máquina de soldadura por láser. En la figura 1, el número de referencia 21 denota un soplete de soldadura láser como un cabezal de procesamiento de láser de una máquina de soldadura por láser. El soplete de soldadura láser 21 irradia un rayo láser L enfocado por una lente de enfoque (no mostrada) a una porción de unión de una pieza de trabajo 20 hecha de un miembro de metal, y soldando la pieza de trabajo 20.
Se fija un soporte 22 a la superficie periférica exterior del soplete de soldadura láser 21 apretando un perno 29. Uno de los soportes 22 se extiende hacia la dirección de avance del soplete de soldadura láser 21. La cara extrema en la dirección de desplazamiento del soplete de soldadura láser 21 del soporte 22 está formada en una cara vertical plana 22a. En una superficie vertical 22a del soporte 22, una placa de soporte 23 que se extiende hacia abajo está fijada por pernos 24.
Un contacto conductor 25 está unido a la parte del extremo inferior de la placa de soporte 23. El contacto conductor 25 está hecho de una placa metálica delgada y está doblado en forma de U invertida. Un lado 25a del contacto conductivo 25 se fija a la placa de soporte 23 mediante la fuerza de apriete del perno 28 en un estado intercalado entre los elementos aislantes (por ejemplo, nylon MC) 26, 27. En este estado, el contacto conductivo 25 está aislado eléctricamente del soplete de soldadura láser 21.
El soplete 21 de soldadura por láser es giratorio de modo que el contacto 25 conductor está siempre posicionado delante del soplete 21 de soldadura láser en la dirección de desplazamiento en el momento de la soldadura. Cuando el otro lado 25b del contacto conductor 25 colisiona con el obstáculo conductor 50, se deforma fácilmente hacia el lado de la antorcha láser de soldadura 21.
La figura 1 muestra una configuración esquemática de una máquina de soldadura por láser. En la figura 1, el número de referencia 20 indica una placa de acero como pieza de trabajo. La pieza de trabajo 20 está conectada al elemento de tierra 31. El contacto conductor 25 está conectado a una de las porciones de entrada del circuito de detección de colisión 34 del panel de operación de la máquina de procesamiento 33 a través del cable eléctrico 32. La otra de las porciones de entrada del circuito de detección de colisión 34 está conectada a tierra al miembro de tierra 31 a través del cable eléctrico 37. La sección de salida del circuito de detección de colisión 34 está conectada a la placa de potencia de la máquina de procesamiento 35.
Un motor 36 para mover la antorcha de soldadura láser 21 está conectado a la placa de potencia de la máquina de procesamiento 35. Cuando el obstáculo conductor 50 sobre la pieza de trabajo 20 y el contacto conductor 25 entran en contacto entre sí, una corriente débil fluye a través del circuito de detección de colisión 34, por lo que el circuito de detección de colisión 34 funciona Está diseñado para hacer. Cuando el circuito 34 de detección de colisión funciona, se emite una señal de parada a la placa 35 de potencia de la máquina procesadora, y se detienen la rotación del motor 36 y la irradiación de la luz láser L para mover la antorcha láser 21 de soldadura.
A continuación, se describirá el funcionamiento del aparato de protección del cabezal de mecanizado por láser. Cuando la pieza de trabajo 20 hecha de un elemento de metal se establece en una posición predeterminada, el rayo láser L se irradia desde el soplete de soldadura láser 21 hacia la parte de unión de la pieza de trabajo 20. El soplete de soldadura láser 21 se mueve en una dirección predeterminada por el motor 36 simultáneamente con la irradiación de la luz láser L.
En este caso, si la pieza de trabajo 20 se deforma, la parte deformada se convierte en el obstáculo conductor 50 y colisiona con el soplete de soldadura láser 21. Además, cuando un dispositivo de sujeción metálico para sujetar la pieza de trabajo 20 presiona una parte innecesaria, el dispositivo de sujeción se convierte en un obstáculo conductor 50 y colisiona con el soplete de soldadura láser 21 de la misma manera que la descrita anteriormente .
contacto conductor 25, ya que se encuentra delante en la dirección de desplazamiento del láser antorcha de soldadura 21, que si hay una barrera conductora 50 y el contacto conductor 25 antes de la soldadura por láser de la antorcha 21 colisiona Conviértete Cuando el contacto conductor 25 y el obstáculo conductor 50 entran en contacto entre sí, fluye una corriente débil en el circuito de detección de colisión 34, y se introduce una señal de parada de emergencia en la placa de potencia de la máquina de procesamiento 35. Como resultado, se detiene la rotación del motor 36 para mover el soplete de soldadura láser 21 y se detiene la irradiación del rayo láser L.
El contacto conductor 25 está hecho de una lámina de placa de metal, ya que el doblado en una forma de U invertida, cuando el contacto conductor 25 colisiona con el obstáculo conductora 50, la otra 25b del contacto conductor 25 es Y se deforma fácilmente hacia el lado 21 de la antorcha de soldadura láser. Como resultado, la carga causada por la colisión con el obstáculo conductor 50 es absorbida por la deformación del contacto conductor 25, de modo que no actúa una fuerza excesiva sobre el soplete de soldadura láser 21.
Segunda realización
La figura 4 muestra una segunda realización de la presente invención. Dado que la segunda realización es diferente de la primera realización, solo en la configuración de los contactos conductores y las otras partes están de acuerdo con la primera realización, se dan los mismos números de referencia a las mismas partes que en la primera realización. Se omitirán las descripciones de partes similares y solo se explicarán las diferentes partes.
En la primera realización, el contacto conductivo 25 está constituido por una placa de metal delgada curvada en forma de U invertida, pero en esta realización, el contacto conductivo 41 está constituido por una placa de resorte hecha de un metal delgado similar a una placa Ha sido hecho. El contacto conductivo 41 hecho de una placa de resorte es elásticamente deformable en gran medida con respecto a la dirección de avance del soplete de soldadura láser 21. El contacto conductivo 41 se extiende hacia abajo y el extremo inferior es un extremo libre. La porción superior del contacto conductor 25 está unida al soporte 22 a través del miembro aislante 42.
En la segunda realización configurada como se describió anteriormente, cuando el contacto conductivo 41 y el obstáculo conductor 50 colisionan entre sí, el contacto conductivo 41 se deforma en gran parte elásticamente hacia el soplete de soldadura láser 21 y colisiona La carga es absorbida El soplete de soldadura láser 21 se detiene por el contacto entre el contacto conductivo 41 y el obstáculo conductor 50. Después de parar, al retraer el soplete de soldadura láser 21, el contacto conductivo 41 se deforma en su forma original. . Por lo tanto, no es necesario convertir el contacto conductivo deformado como en la primera realización, y la manipulación resulta fácil.
En cada una de las realizaciones descritas anteriormente, se ha descrito el caso en el que se aplica la presente invención a la soldadura por láser, pero es obvio que puede aplicarse al corte por láser.
Efecto de la invención
De acuerdo con la presente invención, se pueden obtener los siguientes efectos.
Un cabezal de procesamiento láser de una máquina de procesamiento láser para procesamiento por láser de una pieza de metal con un contacto conductible deformable colocado en frente del cabezal de procesamiento láser en la dirección de desplazamiento y eléctricamente aislado del cabezal de procesamiento láser Un circuito de detección de colisión que opera con una corriente débil cuando el obstáculo conductor en la pieza de trabajo y el contacto conductivo entran en contacto entre el contacto conductivo y la pieza de trabajo para detener el movimiento del cabezal de procesamiento láser Es posible detener el movimiento del cabezal de procesamiento láser mientras se absorbe suficientemente la carga que actúa sobre el cabezal de procesamiento del láser debido a la deformación del contacto conductivo cuando el contacto conductivo y el obstáculo conductor colisionan Tu puedes Por lo tanto, en el momento de la colisión con el obstáculo conductor, no se aplica una fuerza excesiva al cabezal de procesamiento del láser, y la precisión del cabezal de procesamiento del láser puede mantenerse bien durante un tiempo prolongado.
Dado que solo es necesario proporcionar el contacto conductivo solo en la dirección de avance del cabezal de procesamiento de láser en la dirección de desplazamiento, puede reducirse el ancho del cabezal de procesamiento de láser con respecto a la dirección de procesamiento del láser. Por lo tanto, es posible realizar el procesamiento del láser en un lugar estrecho, y es posible ampliar aún más el campo de aplicación del procesamiento del láser.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 es un diagrama esquemático de configuración de un dispositivo de protección para un cabezal de procesamiento láser de acuerdo con una primera realización de la presente invención.
La figura 2 es una vista frontal ampliada del cabezal de procesamiento láser en el aparato de la figura 1.
La Figura 3 es una vista lateral de la Figura 2 vista en la dirección de la flecha B. La FIG.
La figura 4 es una vista frontal ampliada de las proximidades del cabezal de procesamiento láser en el dispositivo de protección del cabezal de procesamiento láser de acuerdo con la segunda realización de la presente invención.
La figura 5 es una vista en sección transversal que muestra un ejemplo de un cabezal de procesamiento de láser convencional.
La figura 6 es una vista en sección transversal que muestra otro ejemplo del cabezal de procesamiento de láser convencional.
20 pieza de trabajo
21 Linterna de soldadura láser como cabezal de procesamiento láser
22 Soporte
25 Contacto conductivo
26, 27 miembro aislante
34 Circuito de detección de colisión
41 Contacto conductivo
42 Miembro aislante
50 Obstáculo conductivo
L luz láser
Reclamo
Reivindicaciones: 1. Un cabezal de procesamiento láser de una máquina de procesamiento láser para procesar por láser una pieza de trabajo hecha de un elemento metálico, que comprende: un contacto conductivo deformable situado delante del cabezal de procesamiento láser en la dirección de desplazamiento y aislado eléctricamente del cabezal de procesamiento láser; Donde el contacto conductivo se opera con una corriente débil cuando el obstáculo conductor en la pieza de trabajo y el contacto conductivo entran en contacto entre el contacto conductor y la pieza de trabajo, Y un circuito de detección de colisión para detener el movimiento está conectado al cabezal de procesamiento láser.
Dibujo :
Application number :1994-007975
Inventors :トヨタ自動車株式会社
Original Assignee :仁志栄次、白木俊郎