CN101168216B - 加工头和喷嘴更换装置以及激光加工装置 - Google Patents

加工头和喷嘴更换装置以及激光加工装置 Download PDF

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Abstract

一种能够容易更换加工头喷嘴的加工头。加工头具有：与加工头主体(10)分体形成的喷嘴(22)，其内部具有与头导出通路(23)连通的喷嘴导出通路(27)，其前端具有喷嘴孔(29)；从喷嘴(22)的侧面的内周缘向径向内侧突出地形成的销(32)；被形成在加工头主体(10)的侧面的外周缘侧，并具有销(32)插入的插入口(26)，与此同时，与插入的销(32)接触并将其卡定的卡定部(25)；被形成在加工头主体(10)的喷嘴(22)侧端面上的匹配部(16)；被形成在与喷嘴(22)的头匹配部(16)匹配的位置上的喷嘴匹配部(14)，在头匹配部(16)和喷嘴(22)之间被配置成环状，使头匹配部(16)与喷嘴匹配部(14)的匹配隔有间隙的O型环(34)。

Description

加工头和喷嘴更换装置以及激光加工装置
技术领域
本发明涉及能够容易更换加工头的喷嘴的加工头和喷嘴更换装置以及激光加工装置。
背景技术
在现有技术中，利用现有的激光来加工(热切断)作为被加工物的工件的激光加工装置，已知有各种形式。例如，在设置型的激光加工装置中，在其加工头的下部，在激光的光轴上，设有向工件喷射辅助气体的喷嘴。这种喷嘴由于是靠近加工点的部件，所以，在进行激光切断时，产生的材料熔融物会附着在上面，或者因从材料返回的激光及材料熔融物而发生熔化。另外，如果切断材料的材质及板厚不同，所使用的喷嘴也不同。因此，在激光加工装置中，为了能够更换喷嘴，使喷嘴相对于加工头是可以拆装的。但是，一般地，上述喷嘴的更换，是通过喷嘴拆装机构来进行的。这种喷嘴拆装机构由加工头和喷嘴构成，具有进行加工头的轴心和喷嘴的轴心的定心的球塞，以及定位凹部(例如，参见专利文献1)。
【专利文献1】日本特开2004-98093号公报
发明内容
现有技术的激光加工装置的加工头，是通过球塞和与之卡合的定位凹部来进行加工头的轴心和喷嘴轴心的定心的，该球塞被配置在与喷嘴的轴心分离的部位上。另外，没有抑制喷嘴围绕轴心旋转的机构。即，喷嘴成为能够以与其轴心分离的球塞为中心旋转的状态。因此，存在着在更换喷嘴时，加工头的轴心和喷嘴的轴心的同轴度差，再现性也差的问题。这样，在加工头的轴心和喷嘴的轴心的同轴性差的情况下，以及喷嘴前端与工件之间的间隔是不理想的间隔的情况下，为了保证加工质量，每次更换喷嘴时，由于必须进行喷嘴位置的调整，所以存在着需要很多时间的问题。
本发明是为了解决上述课题而进行的，目的是提供一种加工头和喷嘴更换装置以及激光加工装置，所述加工头和喷嘴更换装置以及激光加工装置，在喷嘴更换时不需要为了保证加工质量而进行喷嘴位置调整，能够很容易地更换喷嘴。
(为了解决课题的手段)
本发明的加工头具有：加工头主体，所述加工头主体在内部具有用于导出激光及辅助气体的头导出通路；喷嘴，所述喷嘴是与加工头主体分体形成的，在内部具有和头导出通路连通的喷嘴导出通路，在前端具有向被加工物照射激光和喷射辅助气体的喷嘴孔；销，所述销是从喷嘴的侧面向径向突出地形成的；卡定部，所述卡定部被形成在加工头主体的侧面上，并具有插入销的插入口，与此同时，与插入的销接触并将所述销卡定；头匹配部，所述头匹配部被形成在加工头主体的喷嘴侧的端面上；喷嘴匹配部，所述喷嘴匹配部被形成在喷嘴的与头匹配部相匹配的位置上；弹性部件，所述弹性部件在头匹配部和上述喷嘴之间被配置成环状，使头匹配部与喷嘴匹配部的匹配隔有间隙。
另外，本发明的喷嘴更换装置用于更换加工头中的喷嘴，所述加工头具有：加工头主体，所述加工头主体在内部具有用于导出激光及辅助气体的头导出通路；喷嘴，所述喷嘴是与加工头主体分体形成的，在内部具有与头导出通路连通的喷嘴导出通路，在前端具有向被加工物照射激光和喷射辅助气体的喷嘴孔；销，所述销是从喷嘴的侧面向径向突出地形成的；卡定部，所述卡定部被形成在加工头主体的侧面上，并具有插入销的插入口，与此同时，与插入的销接触并将所述销卡定；头匹配部，所述头匹配部被形成在加工头主体的喷嘴侧的端面上；喷嘴匹配部，所述喷嘴匹配部被形成在喷嘴的与头匹配部相匹配的位置上；弹性部件，所述弹性部件在头匹配部和喷嘴之间被配置成环状，使头匹配部与喷嘴匹配部的匹配隔有间隙；
所述喷嘴更换装置具有：喷嘴支承棒，所述喷嘴支承棒用于插入到喷嘴的喷嘴孔内，以支承喷嘴；喷嘴拆装机构，所述喷嘴拆装机构在将喷嘴支承棒插入到喷嘴的喷嘴孔内的状态下，在安装喷嘴时，进行喷嘴的旋转，进行喷嘴的销向加工头主体的插入口的插入，使销卡定到卡定部上，而在拆卸喷嘴时，进行喷嘴的旋转，将喷嘴的销从加工头主体的插入口送出。
另外，本发明的激光加工装置具有：加工头；将激光导入到加工头主体的激光振荡机构；将辅助气体导入到加工头主体的辅助气体发生机构；放置被加工物的工作台；调整工作台上的规定位置和加工头的位置的移动机构，所述加工头具有：加工头主体，所述加工头主体在内部具有用于导出激光及辅助气体的头导出通路；喷嘴，所述喷嘴是与加工头主体分体形成的，在内部具有和头导出通路连通的喷嘴导出通路，在前端具有向被加工物照射激光和喷射辅助气体的喷嘴孔；销，所述销是从喷嘴的侧面向径向突出地形成的；卡定部，所述卡定部被形成在加工头主体的侧面上，并具有插入销的插入口，与此同时，与插入的销接触并将所述销卡定；头匹配部，所述头匹配部被形成在加工头主体的喷嘴侧的端面上；喷嘴匹配部，所述喷嘴匹配部被形成在喷嘴的与头匹配部匹配的位置上；弹性部件，所述弹性部件在头匹配部和喷嘴之间被配置成环状，使头匹配部与喷嘴匹配部的匹配隔有间隙。
(发明的效果)
本发明的加工头，由于具有：加工头主体，所述加工头主体在内部具有用于导出激光及辅助气体的头导出通路；喷嘴，所述喷嘴是与加工头主体分体形成的，在内部具有和头导出通路连通的喷嘴导出通路，在前端具有向被加工物照射激光和喷射辅助气体的喷嘴孔；销，所述销是从喷嘴的侧面向径向突出地形成的；卡定部，所述卡定部被形成在加工头主体的侧面上，并具有插入销的插入口，与此同时，与插入的销接触并将所述销卡定；头匹配部，所述头匹配部被形成在加工头主体的喷嘴侧的端面上；喷嘴匹配部，所述喷嘴匹配部被形成在喷嘴的与头匹配部相匹配的位置上；弹性部件，所述弹性部件在头匹配部和喷嘴之间被配置成环状，使头匹配部与喷嘴匹配部的匹配隔有间隙，所以，能够容易更换喷嘴。
另外，由于本发明的喷嘴更换装置是用于更换加工头中的喷嘴的喷嘴更换装置，所述加工头具有：加工头主体，所述加工头主体在内部具有用于导出激光及辅助气体的头导出通路；喷嘴，所述喷嘴是与加工头主体分体形成的，在内部具有与头导出通路连通的喷嘴导出通路，在前端具有向被加工物照射激光和喷射辅助气体的喷嘴孔；销，所述销是从喷嘴的侧面向径向突出地形成的；卡定部，所述卡定部被形成在加工头主体的侧面上，并具有插入销的插入口，与此同时，与插入的销接触并将所述销卡定；头匹配部，所述头匹配部被形成在加工头主体的喷嘴侧的端面上；喷嘴匹配部，所述喷嘴匹配部被形成在喷嘴的与头匹配部相匹配的位置上；弹性部件，所述弹性部件在头匹配部和喷嘴之间被配置成环状，使头匹配部与喷嘴匹配部的匹配隔有间隙；
所述喷嘴更换装置具有：喷嘴支承棒，所述喷嘴支承用于插入到喷嘴的喷嘴孔内，以支承喷嘴；喷嘴拆装机构，所述喷嘴拆装机构在将喷嘴支承棒插入到喷嘴的喷嘴孔内的状态下，在安装喷嘴时，进行喷嘴的旋转，进行喷嘴的销向加工头主体的插入口的插入，使销卡定到卡定部上，而在拆卸喷嘴时，进行喷嘴的旋转，将喷嘴的销从加工头主体的插入口送出，所以，能够容易更换喷嘴。
另外，由于本发明的激光加工装置具有：加工头；将激光导入到加工头主体的激光振荡机构；将辅助气体导入到加工头主体的辅助气体发生机构；放置被加工物的工作台；调整工作台上的规定位置和加工头的位置的移动机构，所述加工头具有：加工头主体，所述加工头主体在内部具有用于导出激光及辅助气体的头导出通路；喷嘴，所述喷嘴是与加工头主体分体形成的，在内部具有和头导出通路连通的喷嘴导出通路，在前端具有向被加工物照射激光和喷射辅助气体的喷嘴孔；销，所述销是从喷嘴的侧面向径向突出地形成的；卡定部，所述卡定部被形成在加工头主体的侧面上，并具有插入销的插入口，与此同时，与插入的销接触并将所述销卡定；头匹配部，所述头匹配部被形成在加工头主体的喷嘴侧的端面上；喷嘴匹配部，所述喷嘴匹配部被形成在喷嘴的与头匹配部匹配的位置上；弹性部件，所述弹性部件在头匹配部和喷嘴之间被配置成环状，使头匹配部与喷嘴匹配部的匹配隔有间隙，所以，能够容易更换喷嘴。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式1中的加工头的结构的透视图。
图2是表示图1所示的加工头的结构的剖视图。
图3是表示图1所示的加工头的加工头主体的透视图。
图4是表示图1所示的加工头的喷嘴的喷嘴主体的结构的透视图。
图5是表示图1所示的加工头的喷嘴的喷嘴固定器的结构的图。
图6是表示利用图1所示的加工头的激光加工装置的结构的图。
图7是用于说明激光加工装置的加工头中的问题的图。
图8是用于说明激光加工装置的加工头中的问题的图。
图9是说明图1所示的加工头的尺寸精度用的剖视图。
图10是用于说明图1所示的加工头的辅助气体流的有效性的剖视图。
图11是用于说明图1所示的加工头的辅助气体流的有效性的剖视图。
图12是用于说明图1所示的加工头的弹性部件的有效性的剖视图。
图13是用于说明图1所示的加工头的弹性部件的有效性的剖视图。
图14是表示用于更换图1所示的加工头的喷嘴的喷嘴更换装置的结构的透视图。
图15是表示图14所示的喷嘴更换装置的结构的剖视图。
图16是用于说明图14所示的喷嘴更换装置中的喷嘴安装动作的流程图。
图17是用于说明图14所示的喷嘴更换装置中的喷嘴拆卸动作的流程图。
图18是用于说明图14所示的喷嘴更换装置中的喷嘴安装动作的剖视图。
图19是用于说明图14所示的喷嘴更换装置中的喷嘴拆卸动作的剖视图。
图20是用于说明图14所示的喷嘴更换装置中的喷嘴安装动作的剖视图。
图21是用于说明图14所示的喷嘴更换装置的喷嘴支承棒的有效性的剖视图。
图22是用于说明图14所示的喷嘴更换装置的喷嘴支承棒的有效性的剖视图。
图23是表示本发明的实施方式1中的另外的加工头的结构的图。
图24是表示本发明的实施方式1中的另一加工头的结构的图。
图25是表示本发明的实施方式1中的另一加工头的结构的图。
符号说明：
1：激光加工装置，4：移动机构，6：喷嘴，7：喷嘴，8：销，10：加工头主体，11：加工头，12：喷嘴主体，14：喷嘴匹配部，15：头凸缘，16：头匹配部，18：工件，19：激光，20：辅助气体，21：喷嘴固定器，22：喷嘴，23：头导出通路，24：接合部，25：卡定部，26：插入口，27：喷嘴导出通路，28：一端，29：喷嘴孔，30：喷嘴凸缘，31：环状槽部，32：销，33：支承部，34：O型环，38：开口，39：卡定部，45：环状槽部，50：喷嘴更换装置，51：喷嘴支承棒，63：喷嘴拆装机构，110：加工头主体，A：间隙。
具体实施方式
实施方式1.
下面，对本申请的实施方式进行说明。图1是表示本发明的实施方式1中的加工头的结构的透视图，图2是表示图1所示的加工头的结构的剖视图，图3是表示图1所示的加工头的加工头主体的透视图，图4是表示图1所示的加工头的喷嘴的喷嘴主体的结构的透视图，图5是表示图1所示的加工头的喷嘴的喷嘴固定器的结构的透视图和俯视图，图6是表示利用图1所示的加工头的激光加工装置的结构的图，图7和图8是说明激光加工装置的加工头中的问题用的图，图9是说明图1所示的加工头的尺寸精度用的剖视图，图10和图11是用于说明图1所示的加工头的辅助气体流的有效性的剖视图，图12和图13是用于说明图1所示的加工头的弹性部件的有效性的剖视图，图14是表示用于更换图1所示的加工头的喷嘴的喷嘴更换装置的结构的透视图，图15是表示图14所示的喷嘴更换装置的结构的剖视图，图16是用于说明图14所示的喷嘴更换装置中的喷嘴安装动作的流程图，图17是用于说明图14所示的喷嘴更换装置中的喷嘴拆卸动作的流程图，图18至20是用于说明图14所示的喷嘴更换装置中的喷嘴安装动作的剖视图，图21及图22是用于说明图14所示的喷嘴更换装置的喷嘴支承棒的有效性的剖视图，图23至图25是表示本发明的实施方式1中的其它加工头的结构的图。
在图中，加工头11由加工头主体10和以与该加工头主体10分体的形式形成的喷嘴22构成。而且，在加工头主体10的内部形成了用于将激光19和辅助气体20导出的头导出通路23。另外，在头导出通路23的前段，设有用于将激光19聚焦调整到作为被加工物的工件18上用的聚焦透镜13。另外，这里所说的前段，指的是激光19的输入一侧，与此相对的后段指的是接近工件18的一侧，在后面的描述中也表示相同的含意。另外，聚焦透镜13仅在剖视图中适当地表示出来，在其它的各图中适当地省略了。而且，形成了头导出通路23的壁面的形状，是由越靠近头导出通路23的后段、路径越逐渐变小的大致倾斜面23a构成的，并且是由尽可能减少了凹凸的壁面形成的。另外，在头导出通路23的后段，具有用于通过嵌入而与后面描述的喷嘴主体12的一端28接合的接合部24。而且，在加工头主体10的下端的外周缘上，形成了向外方向延伸的头凸缘15。
而且，在该头凸缘15上，在两个部位，在加工头主体10的侧面的外周缘侧的周方向上，以180度的间隔形成了插入后面描述的销32的插入口26。而且，该插入口26，为了容易进行销32的拆装，它的一个壁面由倾斜面26a形成，另一个壁面由垂直面26b形成。该头凸缘15的下面侧(加工头主体的喷嘴侧的端面)成为头匹配部16。而且，头凸缘15的上面侧成为与销32接触并将其卡定的卡定部25。而且，加工头主体10的下端的内周壁的形状，由越靠近后段、路径越逐渐变大的锥面10a形成。而且，头凸缘15既可以与加工头主体10以一个整体成形的方式形成，也可以通过将头凸缘15固定到单独形成的加工头主体10的下端外周上形成。在单独形成的情况下，作为材质，可以考虑，加工头主体10例如用不锈钢材料形成，凸缘15例如用铝形成。
而且，喷嘴22由喷嘴主体12和与喷嘴主体12分体的喷嘴固定器21构成。喷嘴主体12在内部具有与头导出通路23连通的喷嘴导出通路27。而且，形成了喷嘴导出通路27的壁面的形状，是由越接近喷嘴导出通路27的后段路径越逐渐变小的大致倾斜面27a构成的，而且是由尽可能减少了凹凸的壁面形成的。而且，该大致倾斜面27a与加工头主体10的大致倾斜面23a，都是以在倾斜度上获得连续性的方式形成的。另外，在前端具有向工件18照射激光19和喷射辅助气体20的喷嘴孔29。形成了该喷嘴孔29的前端的外周壁面的形状，是由越靠近后段、直径越逐渐变小的曲面29a形成的。另外，还具有喷嘴凸缘30，所述喷嘴凸缘30是通过在喷嘴主体12的外周缘上向外方延伸形成的，在与加工头主体10相对的面的一侧形成有用于配置作为弹性部件的O型环34的环状槽部31。该环状槽部31的外周侧内壁，是由越靠近后段、槽的宽度越逐渐变宽的锥面31a形成的。
而且，喷嘴凸缘30的上面侧，位于和头匹配部16相互匹配的位置上，成为喷嘴匹配部14。而且，喷嘴固定器21由筒体构成，具有销32。而且，在筒体的内周缘上，形成了支承部33，所述支承部33与喷嘴主体12的喷嘴凸缘30的下面侧紧密接触并卡定，而且具有使喷嘴主体12的喷嘴孔29露出到外部的开口38。而且，销32是与喷嘴固定器21的侧面的内周缘侧的支承部33相比在上部向径向内侧突出地形成的。而且销32是在喷嘴固定器21的侧面的内周缘侧沿着周方向以180度的间隔在两个部位上形成的。而且，喷嘴固定器21的下端外壁面的形状，是由越靠近后段直径越逐渐变小的曲面21b形成的。而且，该曲面21b和喷嘴孔29的曲面29a，都是以在曲面性获得连续性的方式形成的。另外，与形成喷嘴主体12上的喷嘴孔29的一侧相反的一端28，被插入到加工头主体10的头导出通路23的接合部24内，并与之嵌入接合。这里，激光19的光轴是以与加工头11的轴心重合的方式被进行了调整。由于沿着喷嘴22喷射辅助气体20，所以，辅助气体20的气流与喷嘴22的轴心相一致。即，激光19的光轴与辅助气体20的气流的重合状态，与加工头11的轴心和喷嘴22的轴心的同轴度相一致。即，通过使喷嘴主体12的一端28和加工头主体接合部24成为相互嵌合的结构，求得高精度地再现加工头主体10和喷嘴22的同轴度，即，求得高精度地再现激光19的光轴和辅助气体20的气流的中心。
而且，例如，在激光加工精度为0.1mm的情况下，加工头主体10和喷嘴22的同轴度必须为0.05mm。由于激光19的波长为0.01mm，所以，加工头主体10的接合部24的直径和喷嘴22的一端28的外径之间的间隙，在直径方向上可以是0.01～0.05mm，能够成为嵌合结构。另外，该一端28的外周壁面的形状，是由越靠近后段直径越逐渐变大的锥面12a形成的。而且，O型环34被配置在环状槽31内，在头匹配部16和喷嘴匹配部14之间呈环状配置，使头匹配部16和喷嘴匹配部14的匹配存在间隙A。因此，由O型环34密封了加工头主体10和喷嘴22之间的匹配部。另外，这里所说的环状，并不局限于圆形，例如，也可以是矩形环状等，所谓环状指的是在中途没有中断的形状，不言而喻，只要能够将加工头主体10和喷嘴22之间的匹配部密封，任何形状均可。另外，不言而喻，只要与该形状相匹配地形成环状槽部的形状即可。
利用这样形成的加工头11的激光加工装置1具有：激光振荡机构5，所述激光振荡机构5通过反射镜9和聚焦透镜13将激光19导入到加工头主体10上；辅助气体发生机构17，所述辅助气体发生机构17用于向加工头主体10导入辅助气体20；XY工作台3，所述工作台是用于水平配置工件18的工作台；夹持器2，所述夹持器2用于将工件18夹持在XY工作台3上。而且，后面描述的喷嘴更换装置50被配置在放置XY工作台3上的工件18以外的部位上。XY工作台3可以沿着XY轴向方向(水平方向)移动，通过移动，能够调整XY工作台上的规定位置和加工头主体10的位置，使得该规定位置和加工头主体10的位置上下重合。这里，技术方案中所述的移动机构，在本实施方式1中是指XY工作台3本身，通过XY工作台3移动，能够将喷嘴更换装置50移动到加工头主体10下面的位置。此移动机构，并不局限于实施方式1中所述的结构，例如也可以采用只移动加工头主体10一侧，只要采用这样的结构，加工头主体10通过沿XY方向移动，就可以移动到喷嘴更换装置50的上方位置。另外，也可以采用XY工作台3和加工头主体10相对移动的结构。
接下来，喷嘴更换装置50具有喷嘴支承棒51和喷嘴拆装机构63。喷嘴支承棒51，插入到喷嘴22的喷嘴孔29内，支承喷嘴22。在将喷嘴主体12的喷嘴29插入喷嘴支承棒51上的状态下，喷嘴拆装机构63推压夹装在喷嘴主体12的喷嘴匹配部14和加工头主体10的头匹配部16之间的O型环34，使喷嘴匹配部14和头匹配部16接触，在使喷嘴凸缘30的下面侧与喷嘴固定器21的接触脱离的状态下，只旋转喷嘴固定器21。在安装喷嘴22时，只旋转喷嘴固定器21，进行喷嘴固定器21的销32向加工头主体10的插入口26的插入，使销32卡定到卡定部25上，然后，解除对O型环34的推压，使头匹配部16和喷嘴匹配部14之间恢复间隙A，而在拆卸喷嘴22时，只旋转喷嘴固定器21，将喷嘴固定器21的销32从加工头主体10的插入口26送出。
该喷嘴拆装机构63具有：固定板62，直线运动驱动部60，导向件61，可动板58，旋转驱动部59，驱动部侧旋转传动机构55，从动侧旋转传动机构57，喷嘴压紧器52，旋转机构64，旋转部56，止转部53，孔洞54。直线运动驱动部60和导向件61，固定着固定板62和可动板58。旋转驱动部59被固定在可动板58上，具有可相对于主体部59a旋转的轴59b。驱动侧旋转传动机构55被固定在旋转驱动部59的轴59b上。喷嘴压紧器52被固定到可动板58上，在上表面上具有喷嘴支承棒51。旋转机构64是以喷嘴压紧器52为中心安装的，旋转部56和从动部侧旋转传动机构57被安装在该旋转机构64的周围。该旋转部56和从动部侧旋转传动机构57是相互固定的。另外，从动部侧旋转传递机构57和驱动部侧旋转传动机构55相连接。另外，旋转部56形成有用于防止由止转部53和辅助气体20引起的振动的孔洞54。
接下来，对在像上述那样构成的激光加工装置1中利用加工头11时的喷嘴更换装置50的动作进行说明。首先，对各部的动作进行说明。通过驱动直动驱动部60，可动板58沿着导向件61在Z轴方向(上下方向)上移动。另外，安装在可动板58上的旋转驱动部59，驱动部侧旋转传动机构55，以及可动板58上的机构，与可动板58的移动一起移动。而且，从动部侧旋转传动机构57，旋转部56，止转部53，通过旋转机构64，以喷嘴压紧器52为中心旋转。通过使旋转驱动部59的轴59b旋转，固定到轴59b上的驱动部侧旋转传动机构55以轴59b为中心旋转。而且，由于从动部侧旋转传动机构57与驱动部侧旋转传动机构55相连接，所以，与驱动部侧旋转传动机构55的旋转相应的是，从动部侧旋转传动机构57以喷嘴压紧器52为中心旋转。而且，由于从动部侧旋转传动机构57和旋转部56相互固定，所以，当从动部侧旋转传动机构57旋转时，旋转部56也旋转。即，当旋转驱动部59旋转时，旋转部56以喷嘴压紧器52为中心旋转。这时，由于旋转机构64位于从动部侧旋转传动机构57、旋转部56、喷嘴压紧器52之间，所以，喷嘴压紧器52不旋转。
接下来，对利用相对于加工头主体10而言的喷嘴22的喷嘴更换装置50的安装方法进行说明。作为喷嘴22的安装准备，将O型环34插入到形成在喷嘴凸缘30上的环状槽部31内。然后，将喷嘴固定器21的缺口部21a(参照图5)以接触的方式配置在喷嘴拆装机构63的止转部53上。然后，将喷嘴支承棒51插入到喷嘴主体12的喷嘴孔29内，同时，将喷嘴主体12插入到喷嘴固定器21内(图18)。这样，在没有用于对喷嘴主体12的喷嘴孔29进行支承的喷嘴支承棒51的情况下，喷嘴主体12成为倾斜的状态(图21)，喷嘴主体12和加工头主体10的中心偏离，在安装喷嘴主体12时，产生喷嘴主体12的一端28不能嵌入到加工头主体10内的可能性。或者，成为喷嘴主体12从中心偏离地平行移动的状态(图22)，在安装喷嘴主体12时，产生喷嘴主体12的一端28不能嵌入到加工头主体10内的可能性。然后，进行喷嘴固定器21在喷嘴22的拆卸位置的定位。这里所说的喷嘴22的拆卸位置，指的是将喷嘴固定器21从加工头主体10上拆卸的位置，即，喷嘴固定器21的销32和加工头主体10的插入口26相一致的位置。将喷嘴固定器21向该拆卸位置旋转(图16的步骤S1)。然后，通过移动机构调整加工头主体10和喷嘴更换装置50的位置，使加工头主体10的轴心和喷嘴压紧器52的轴心相一致，加工头主体10的头匹配部16和喷嘴凸缘30的喷嘴匹配部14可靠地移动到匹配的位置。在本实施方式1中，通过作为移动机构的XY工作台3(参照图6)移动，喷嘴更换装置50移动到作为喷嘴22的更换位置的加工头主体10的正下方的位置。
接下来，当将加工头主体10或喷嘴更换装置50定位移动到喷嘴22的更换位置上时，使直动驱动部60上升，向上方驱动喷嘴拆装机构63。这时，喷嘴22的一端28被嵌入到加工头主体10的接合部24内。而且，推压O型环34并使之变形，一直到喷嘴凸缘30的喷嘴匹配部14和加工头主体10的头匹配部16紧密接触，使喷嘴拆装机构63上升。这时，喷嘴固定器21的销32，从加工头主体10的插入口26插入。另外，这时，由于一端28被嵌入到接合部24内，所以，高精度地再现加工头主体10的轴心和喷嘴22的轴心的同轴度。即，高精度地再现激光19的光轴和辅助气体20的气流的重合状态。(图16的步骤S2，图19)。然后，只使喷嘴固定器21向作为销32被卡定的位置的安装位置旋转。即，销32从插入口26向卡定部25移动，由卡定部25卡定。该旋转是通过旋转驱动部59的驱动，使喷嘴固定器21和旋转机构64一起旋转(图16的步骤S3)。然后，在喷嘴固定器21旋转之后，使直动驱动部60下降，向下方驱动喷嘴拆装机构63，由此解除对O型环34的推压，使头匹配部16和喷嘴匹配部14之间恢复间隙A(图16的步骤S4，图20)。通过以上的工序，可以将喷嘴22安装到头主体10上。
接下来，对利用加工头主体10上的喷嘴22的喷嘴更换装置50的拆卸的方法进行说明。首先，利用移动机构调整加工头11和喷嘴更换装置50的位置。在本实施方式1中，通过作为移动机构的XY工作台3移动，喷嘴更换装置50定位移动到加工头11的正下方，即，加工头11的轴心和喷嘴压紧器52的轴心相一致的喷嘴更换位置(图20)。然后，进行将喷嘴拆装机构63向喷嘴22的安装位置的定位。这里，所说的喷嘴22的安装位置，表示喷嘴拆装机构63的止转部53和喷嘴固定器21的缺口部21a相一致的位置。旋转喷嘴拆装机构63(图17的步骤S5)，使得止转部53位于该安装位置。然后，即使喷嘴固定器21和止转部53之间的角度产生偏差，也可以释放旋转驱动部59的驱动力，使得止转部53模仿所配置的喷嘴固定器21的角度(图17的步骤S6)。然后，降低加工头11，将喷嘴支承棒51插入到喷嘴主体12的喷嘴孔29内。然后，为了释放喷嘴固定器21的保持力，使直动驱动部60上升，向上方驱动喷嘴拆装机构63，推压O型环34并使之变形，使喷嘴凸缘30的喷嘴匹配部14、和加工头主体10的匹配部16紧密接触(图17的步骤S7)。而且，在此驱动的上升过程中，进行辅助气体20的供应，将喷嘴更换装置50上的灰尘吹掉，进行灰尘等的清除。然后，将这样供应的辅助气体20从孔洞54及其它部分向喷嘴更换装置50外排放。因此，利用该孔洞54，防止了喷嘴拆装机构63受到由辅助气体20的气压引起的振动(图17的步骤S8)。然后，停止辅助气体20的供应(图17的步骤S9)。
然后，如果喷嘴拆装机构63完全上升，则使旋转驱动部59驱动。通过驱动旋转驱动部59，喷嘴固定器21和旋转机构64一起旋转。借助这种旋转，销23从卡定部25移动到插入口26(拆卸位置)(图17的步骤S10)。然后，通过使直动驱动部60下降，向下方驱动喷嘴拆装机构63，解除对O型环34的推压，在头匹配部16和喷嘴匹配部14之间恢复间隙A。但是，这里为了拆卸喷嘴22，头匹配部16和喷嘴匹配部14之间的间隙成为间隙A以上的距离。这时，由于销32是与插入口26匹配的，所以，在喷嘴拆装机构63下降的同时，喷嘴固定器21、喷嘴22从加工头主体10上被拆下。而且，在此驱动的下降过程中，通过进行辅助气体20的供应，辅助气体20将被导入到O型环34，起着将与加工头主体10紧密接触的O型环34拉开的作用。这样被供应的辅助气体20，从孔洞54及其它部分向喷嘴拆装机构63外排放(图17的步骤S11)。然后，停止辅助气体20的供应(图17的步骤S12)。通过以下工序，可以将喷嘴22从加工头主体10上拆下。
在拆装喷嘴22时，如果喷嘴主体12与喷嘴固定器21摩擦，所摩擦的部分会发生磨损。而且，该摩擦的部分，是决定喷嘴孔29和激光焦点的位置关系的部分。即，由于喷嘴主体12和喷嘴固定器21摩擦、磨损，会产生喷嘴孔29和激光焦点的位置关系变化的可能性。而且，当喷嘴孔29与激光焦点的距离变化时，如后面所述，会产生导致加工质量下降的可能性。但是，如上所述，当进行喷嘴22的拆装时，由于是通过推压使O型环34变形，加工头主体10的头匹配面部16和喷嘴22的喷嘴匹配面部14成为贴紧的状态，喷嘴主体12和喷嘴固定器21处于不接触的位置关系，通过只旋转喷嘴固定器21进行喷嘴22的拆装，所以，不存在由于这些结构部件相互摩擦引起的磨损，进而，旋转驱动部59不需大的输出转矩。另外，由于只有喷嘴固定器21旋转，所以，不存在由于此旋转使O型环34与其它部分摩擦那样的情况而产生磨损，能够进行O型环34的耐久性提高了的优异的喷嘴22的更换。另外，由于可以使喷嘴固定器21的旋转只按照例如90度这样的一定角度的旋转来对应，所以，没有必要进行安装及拆卸完毕的判定。另外，在将喷嘴固定器21设置在止转部53上之际，即使喷嘴固定器21与止转部53在角度上产生了偏差，但是由于是以模仿所配置的喷嘴固定器21的角度的方式来构成止转部53的，所以，在将喷嘴固定器21设置在止转部53上之际，没有必要严格地匹配角度。
另外，在图6中，表示了将一个喷嘴更换装置设置在激光加工装置上的例子，但是，并不局限于此，如果设置多台喷嘴更换装置，则可以根据激光加工装置的激光加工的种类，自动地更换多种喷嘴。所说的多个喷嘴更换装置，既可以准备多台如图14所示的喷嘴更换装置，也可以只准备一套固定板、直动驱动部、导向件、可动板，准备多个喷嘴拆装机构。
另外，在加工头主体10及喷嘴主体12、喷嘴固定器21及喷嘴拆装机构63等结构部件中，存在着由加工精度引起的偏差。但是，与这些偏差没有关系，直动驱动部60需要使加工头主体10和喷嘴凸缘30可靠地紧密接触。因此，如果通过定位控制来驱动直动驱动部60的上升控制，则需要进行定位调整，产生偏差。因此，在这里，通过以将O型环34压扁的程度的力使之驱动直动驱动部60(能够通过O型环34进行一定的控制)，并通过控制该驱动力对直动驱动部60进行驱动控制，可以与结构部件的加工精度引起的偏差无关地使加工头主体10和喷嘴凸缘30可靠地紧密接触。
接下来，对具有如上述那样构成的加工头11的激光加工装置1的动作进行说明。激光加工装置1是利用激光19将用夹持器2保持在XY工作台3上的工件18进行热切断的装置。激光19是利用被设置在激光加工装置1的装置主体上的激光振荡机构5起振的，经由反射镜9被引导到加工头11。在加工头11的内部，设置了聚焦透镜13，激光19由该聚焦透镜13聚焦，在焦点位置的附近将工件18进行热切断。在进行激光切断时将产生的材料熔融物吹掉的辅助气体20，由被设置在激光加工装置1上的辅助气体发生机构17加压，从加工头11向工件18喷射。另外，为了使工件18的将要被切断的部位到达加工头11的正下方，作为本实施方式1中的移动机构的XY工作台3水平移动(沿着XY轴方向移动)。另外，利用Z轴用伺服马达(图中未示出)沿上下方向驱动加工头11，使工件18和焦点之间的距离最佳化。另外，如上所述，移动机构并不局限于XY工作台移动的结构，例如，也可以采用加工头主体10水平移动的结构，另外，也可以采用XY工作台3及加工头11相对移动的结构。
在激光加工中，激光19的光轴和辅助气体20的气流重合的状态是理想的加工状态。图7(a)表示这种情况。利用激光19将工件18进行热切断，这时产生的材料熔融物，被辅助气体20从工件18的下方吹掉。这里，当加工头11的轴心和喷嘴22的轴心的同轴度差时，如图7(b)所示，激光19和辅助气体20的重合状态不好。这时，辅助气体20与工件18的非加工部接触，或被喷射到工件18的下方的不适当的部位。
这样，当辅助气体20的气流紊乱时，在理想的加工当中，被吹到工件18的下方的材料熔融物会附着到喷嘴孔29上，产生附着物35，或者通过其与工件18接触，产生给工件18本身带来损伤的可能性。另外，不能充分除去材料熔融物，使之原封不动地附着在工件18上，会产生烧瘤36，或者在材料熔融物的除去方向产生不均匀，会产生加工面弯曲的缺陷部37，因此产生导致加工质量下降的可能性。另外，如图8(a)所示，在喷嘴孔29与工件18之间的间隔比理想的间隔窄的情况下，喷嘴孔29与工件18接触，造成损伤的危险性增高。反之，如图8(b)所示，在喷嘴孔29与工件18的间隔比理想的间隔宽的情况下，辅助气体20会大量地从该增宽的间隔中泄漏，不能充分除去材料熔融物，由于其原封不动地附着在工件18上而产生烧瘤36，产生导致加工质量下降的可能性。
这样，人们便希望加工头11在纵向方向的尺寸具有高的精度。下面对在本申请发明中的纵向的尺寸的精度进行说明。如图9所示，将激光19的焦点位置调整到工件18的表面上。喷嘴孔29的前端和工件18的上面的距离44，通过从聚焦透镜13和焦点位置之间的距离43中，减去加工头11中的聚焦透镜13与卡定部25之间的距离40、喷嘴固定器21中的销32的下端面与支承部33的上端面(与喷嘴凸缘30的下端面处于同一部位)之间的距离41、以及喷嘴22中的喷嘴凸缘30的下端面(与支承部33的设上端面处于同一部位)与喷嘴孔29的前端之间的距离42求得。这里，聚焦透镜13与焦点位置之间的距离43，以及聚焦透镜13与卡定部25之间的距离40，是预先确定的，在更换喷嘴22的情况下，也不会变化。即，喷嘴孔29的前端和工件18的上表面之间的距离44，只由销32的下端面与支承部33的上端面(喷嘴凸缘30的下端面处于同一部位)之间的距离41，喷嘴22中的喷嘴凸缘30的下端面(与支承部33的上端面处于同一部位)与喷嘴孔29的前端之间的距离42两个部位的尺寸决定。
这样，在结构部件的数量少的情况下，即使将部件各自的偏差加起来，距离41和距离42的总计的偏差也小。因此，喷嘴孔29的前端与工件18的上面之间的距离44的偏差也小。此偏差的范围，远小于喷嘴孔29的前端与工件18的上面之间的理想间隔的允许的误差范围。具体地说，在更换了不同的喷嘴主体12和喷嘴固定器21的情况下，高质量加工所需要的范围为0.6mm。这里，由于由于对于焦点有贡献的部件为两件，所以，各个部件的尺寸公差为0.3mm。因此，该尺寸公差为一般的尺寸公差的大小，是能够容易实现的范围。因此，喷嘴孔29和工件18之间的距离44，被再现成理想的距离。其结果是，通过做成对喷嘴22和加工头主体10的固定使用销32和卡定部25的卡定状态的结构，在喷嘴22的更换中，即使不调整其纵方向的尺寸，也不会成为图8所示那样的加工状态，而成为图7(a)所示那样的理想的加工状态。
接下来，对喷嘴固定器21所需要的销32的数量进行说明。在只有一个销32情况下，由于辅助气体20的压力，喷嘴22产生和喷嘴固定器21一起倾斜的可能性。这里，对于销32相对于辅助气体20的压力而言足够粗，可以忽略挠曲量的情况进行探讨。例如，在一端28的外径为14.98mm、接合部24的内径为15.02mm(间隙为0.04mm)的情况下，如果求出喷嘴22的倾斜量，则为4.18度。这里，假定在对板厚为25mm的工件18进行加工的情况下，在工件18的下面的激光19和辅助气体20之间的偏差，为1.83mm。其结果是，加工头主体10的轴心和喷嘴22的轴心的同轴度恶化，导致加工质量下降。为了防止这种由辅助气体20的压力引起的加工头主体10的轴心和喷嘴22的轴心的同轴度的恶化，需要缩小一端28与接合部24之间的间隙，为了实现这一点，对于结构部件，要求有高的形状精度。因此，结构部件的制作费用增高。
这一问题，通过相对于喷嘴固定器21的轴心而言按为180度的间隔，即，在喷嘴固定器21的侧面并沿周方向按180度的间隔，在两个部位配置销32，可以简单地消除。通过设置两个销32，不会发生因辅助气体20的压力引起的喷嘴固定器21以及喷嘴22的倾斜，从而能够获得加工头主体10的轴心和喷嘴22的轴心的同轴度，确保正常的加工状态。其结果是，对于结构部件，无需高的形状精度，因而可以廉价地制作结构部件。进而，对于销32所必需的粗度进行说明。例如，令辅助气体20的压力为3MPa，承受辅助气体20的压力的面为直径20mm的圆，销32的允许抗剪强度τ＝1000MPa。这时，剪切负荷P与销32的直径d之间的关系为P＝π×d2/4×τ。而且，由于使用的销32的数量为2个，所以，成为(3×π×202/4)/2＝π×d2/4×1000。因此，d＝0.77mm。因此，销32的直径需要在0.8mm以上。根据以上所述，可以判断，如果利用容易获得的最细的直径1.0mm的销32，则相对于辅助气体20的压力而言是能够充分应对的粗度。而且，由于是通过将对角配置(180度间隔)的两个销32，和呈环状(整个圆周)地均匀压扁了的O型环34相组合来进行喷嘴22和加工头主体10的固定，所以，喷嘴22能够相对于加工头主体10固定而不发生振动，不会因为辅助气体20的压力而倾斜。
接下来，基于图10来说明加工头主体10的锥面10a和喷嘴主体12的锥面12a的有效性进行说明。这是为了确保在拆卸如上面所示的喷嘴22之际的辅助气体20的理想的气流构成的。即，将辅助气体20送到O型环34的附近，将紧贴在加工头主体10上的O型环34拉开。因此，在具有加工头主体10的锥面10a和喷嘴主体12的锥面12a的情况下(图10a))，辅助气体20流入到O型环34的上面，O型环34也可以和喷嘴22同时从加工头主体10上拆下。但是，在喷嘴22侧，在不存在锥面而是由垂直面12b形成的情况下(图10(b))，在加工头主体10内的辅助气体20的气流发生滞留，辅助主体20难以可靠地流入到O型环34上，产生O型环34成为紧贴在加工头主体10上的状态不变的可能性。另外，在加工头主体10侧，在不存在锥面而是由垂直面10b形成的情况下(图10(c))，辅助气体20流入到O型环34的下面，产生O型环34紧贴在加工头主体10上的状态不变的可能性。根据上述情况，可以确认加工头主体10的锥面10a和喷嘴主体12的锥面12a的有效性。
接下来，基于图11，对加工头主体10的头导出通路23的大致倾斜面23a及喷嘴主体12的喷嘴导出通路27的大致倾斜面27a，和喷嘴主体12的喷嘴孔29的曲面29a及喷嘴固定器21的曲面21b的有效性进行说明。如图11(a)所示，加工头主体10的头导出通路23的大致倾斜面23a，和喷嘴主体12的喷嘴导出通路27的大致倾斜面27a，是以连续的凹凸少的大致相同的形状形成的。因此，能够防止在喷嘴22内的辅助气体20的气流紊乱，能够保证加工质量。另外，喷嘴孔29的曲面29a和喷嘴固定器21的曲面21b，是由连续的凹凸少的大致相同的形状形成的。因此，能够防止从工件18上弹回的辅助气体20、以及材料熔融物的流动发生紊乱，保证加工质量。与此相对，例如，如图11(b)所示，当由在头导出通路23的壁面上具有凹凸的凹凸面23b形成时，在喷嘴22内的辅助气体20由于被该凹凸面23b挡住流动等，辅助气体20的气流会发生紊乱、产生不能保证加工质量的可能性。进而，当由水平面21c形成喷嘴固定器21的底部端面时，从工件18弹回的辅助气体20、以及材料熔融物的流动发生紊乱，产生不能保证加工质量的可能性。根据上述情况，可以确认加工头主体10的头导出通路23的大致倾斜面23a及喷嘴主体12的喷嘴导出通路27的大致倾斜面27a，和喷嘴主体12的喷嘴孔29的曲面29a及喷嘴固定器21的曲面21b的有效性。
接下来，基于图12及图13，对环状槽部31的锥面31a进行说明。在环状槽部31是由垂直面31b形成的情况下，O型环34被压扁的状态，有可能成为图12(a)所示的那样，产生喷嘴主体12和加工头主体10未贴紧的可能性。与此相对，环状槽部31由锥面31a形成的情况下的O型环34的被压扁的状态成为如图12(b)所示的那样，喷嘴主体12和加工头主体10紧贴着。因此，通过喷嘴主体12的喷嘴匹配部14、加工头主体10的头匹配部16和O型环34可靠地贴紧，可靠地进行密封。另外，当向喷嘴22供应辅助气体20时，在环状槽部31由垂直面31b形成的情况下，如图13(a)所示，由于辅助气体20的压力，O型环34变形，辅助气体20不规则地泄漏，由于泄漏是不规则的，所以，喷嘴22内的辅助气体20的气流紊乱，产生加工质量恶化的可能性。与此相对，当由锥面31a形成了环状槽部31时，如图13(b)所示，即使由于辅助气体20的压力，O型环34变形，辅助气体20也不会泄漏，喷嘴22内的辅助气体20的气流不会紊乱，能够保证加工质量。通过以上所述，可以确认环状槽部31的锥面31a的有效性。
另外，对于和上述实施方式1具有同样的效果的其它结构的喷嘴进行说明。图23是表示上述实施方式1中的其它喷嘴结构的图。在图中，对于和上述实施方式1同样的部分，赋予相同的标号，省略其说明。此例与上述实施方式1中所示的加工头不同的部分在于，将O型环34配置在形成在加工头主体10的下面侧的环状槽45内。这样形成的加工头11，在将喷嘴主体12的一端28插入到加工头主体10的接合部24中时，可以设想喷嘴主体12的一端28的外周面与O型34相摩擦，但是，在其它方面，能够和实施方式1同样地进行，能够起到同样的效果。
另外，图24是表示上述实施方式1中的其它加工头的结构的图。在图中，对于和上述实施方式1同样的部分，赋予相同的标号，省略其说明。此例与上述实施方式1所示的加工头不同的部分在于，喷嘴6只是由喷嘴主体12形成的，在喷嘴6的一端28上，向外周方向突出地形成了销8。另外，在加工头主体110的接合部24的内壁上，形成了由槽构成的用于卡定销8的卡定部39、以及与卡定部39连通的插入口(图中未示出)。接下来，对喷嘴6向加工头主体110上安装的方法进行说明。在把喷嘴6向加工头主体110上安装时，首先，将喷嘴6的销8从加工头主体110的插入口(图中未示出)插入。这时，喷嘴6由一端28和接合部24被嵌入到加工头主体110内。进而，转动喷嘴6，以便将销8移动到卡定部39。由此，将喷嘴6安装到加工头主体110上。拆卸是以和安装相反的工序进行。根据以上所述，在喷嘴6的拆装时的旋转过程中，可以设想O型环34和加工头主体110相摩擦，但是，在其它方面，具有和上述实施方式1相同的结构，能够起到和上述实施方式1同样的效果。
另外，图25是表示在上述实施方式1中的另一种喷嘴的结构的图。在图中，对于和上述实施方式1同样的部分，赋予相同的标号，省略其说明。此例是上述实施方式1所示的喷嘴主体和喷嘴固定器一体成形而形成的喷嘴7。而且，喷嘴7是同时形成有喷嘴凸缘和支承部的。因此，在喷嘴7的拆装的旋转过程中，可以设想O型环34和加工头主体10相摩擦，但是，在其它方面，具有和上述实施方式1相同的结构，能够起到和上述实施方式1同样的效果。作为上述实施方式1的图1、图23、图24、图25的各个例子的灵活运用，例如，可以考虑，在加工条件频繁变化，频繁地发生喷嘴的更换的情况下，选择弹性部件不容易磨损的、图1所示的喷嘴。另外，在喷嘴的破损多的时候，可以考虑选择喷嘴的制作费用最廉价的、图23所示的喷嘴。另外，在需要加工头主体小型化的情况下，可以考虑选择结构部件最小的、图24所示的喷嘴。另外，在喷嘴的更换频度低，且不需要加工头主体小型化的情况下，可以考虑选择结构部件的制作费用最廉价的、图25所示的喷嘴。这样做是适当的。
如上述那样构成的实施方式1的加工头，由于作用在焦距侧的结构部件的数量少，所以，能够进行误差小的、精度优异的加工头及喷嘴更换。另外，通过喷嘴一端与加工头主体的接合部的相互嵌合，能够高精度地再现加工头主体的轴心和喷嘴轴心的同轴度，即激光的光轴与辅助气体的气流的相互重合状态。另外，通过对喷嘴的固定使用销的结构，能够将喷嘴孔与工件之间的间隔再现为理想的间隔。因此，在喷嘴更换时，不必进行为了保证加工质量的喷嘴位置调整。进而，因为所使用的销的数量为两个，所以不会发生起因于辅助气体压力的喷嘴的倾斜。因此，对于结构部件，无需高的形状精度，就可以廉价地进行制作。另外，在上述实施方式1中，虽然表示了作为弹性部件使用O型环的例子，但是，不言而喻，并不局限于此，只要是能够和O型环同样地起作用的弹性部件，就可以同样地实施，获得同样的效果。另外，虽然表示了在激光加工装置中具有喷嘴更换装置的例子，但是，不言而喻，并不局限于此，激光加工装置和喷嘴更换装置也可以分体地形成。

Claims (14)

1.一种加工头，其特征在于，所述加工头具有：加工头主体，所述加工头主体在内部具有用于导出激光及辅助气体的头导出通路；喷嘴，所述喷嘴是与上述加工头主体分体形成的，在内部具有和上述头导出通路连通的喷嘴导出通路，在前端具有向被加工物照射激光和喷射辅助气体的喷嘴孔；销，所述销是从上述喷嘴的侧面向径向突出地形成的；卡定部，所述卡定部被形成在上述加工头主体的侧面，并具有插入上述销的插入口，与此同时，与插入的上述销接触并将所述销卡定，以便将所述喷嘴卡定在所述加工头主体上；头匹配部，所述头匹配部被形成在上述加工头主体的喷嘴侧的端面上；喷嘴匹配部，所述喷嘴匹配部形成在上述喷嘴的与上述头匹配部相匹配的位置上；弹性部件，所述弹性部件在上述头匹配部和上述喷嘴之间被配置成环状，使上述头匹配部与上述喷嘴匹配部的匹配隔有间隙。
2.如权利要求1所述的加工头，其特征在于，上述销是从上述喷嘴的侧面的内周缘侧向径向内侧突出地形成的，上述卡定部被形成在上述加工头主体的侧面的外周缘侧。
3.如权利要求1所述的加工头，其特征在于，上述销是从上述喷嘴的侧面的外周缘侧向径向外侧突出地形成的，上述卡定部被形成在上述加工头主体的侧面的内周缘侧。
4.如权利要求1至权利要求3中任何一项所述的加工头，其特征在于，上述销是在上述喷嘴的侧面、在周方向上以180度的间隔在两个部位上形成的，上述销插入口是在上述加工头主体的侧面、在周方向上以180度的间隔在两个部位上形成的。
5.如权利要求1至权利要求3中任何一项所述的加工头，其特征在于，与上述喷嘴的形成了上述喷嘴孔的一侧的相反的一端，被插入并接合到上述加工头主体的头导出通路的接合部。
6.如权利要求1至权利要求3中任何一项所述的加工头，其特征在于，具有在上述加工头主体的外周缘上向外方向延伸形成的头凸缘，将上述头凸缘的下面侧作为上述头匹配部，将上述头凸缘的上面侧作为上述卡定部。
7.如权利要求2所述的加工头，其特征在于，
上述喷嘴由喷嘴主体和与上述喷嘴主体分体构成的喷嘴固定器构成，
上述喷嘴主体具有上述喷嘴导出通路、上述喷嘴匹配部和上述喷嘴孔，并具有喷嘴凸缘，所述喷嘴凸缘是在上述喷嘴主体的外周缘上向外方向延伸形成的，同时，在与上述加工头主体相对一面侧，形成了用于配置上述弹性部件的环状槽部，上述喷嘴匹配部作为上述喷嘴凸缘的上面侧，
上述喷嘴固定器由筒体构成并具有上述销，在上述筒体的内周缘上具有支承部，所述支承部与上述喷嘴主体的上述喷嘴凸缘的下面侧紧密接触并卡定，同时，所述支承部具有使上述喷嘴主体的喷嘴孔向外部露出的开口，上述销是从上述喷嘴固定器的内周缘的上述支承部、在上部向径向内侧突出地形成的。
8.如权利要求1至权利要求3中任何一项所述的加工头，其特征在于，上述弹性部件是由O型环构成的。
9.一种喷嘴更换装置，其特征在于，所述喷嘴更换装置用于更换加工头中的喷嘴，所述加工头具有：加工头主体，所述加工头主体在内部具有用于导出激光及辅助气体的头导出通路；喷嘴，所述喷嘴是与上述加工头主体分体形成的，在内部具有与上述头导出通路连通的喷嘴导出通路，在前端具有向被加工物照射激光和喷射辅助气体的喷嘴孔；销，所述销是从上述喷嘴的侧面向径向突出地形成的；卡定部，所述卡定部被形成在上述加工头主体的侧面上，并具有插入上述销的插入口，与此同时，与插入的上述销接触并将所述销卡定，以便将所述喷嘴卡定在所述加工头主体上；头匹配部，所述头匹配部被形成在上述加工头主体的喷嘴侧的端面上；喷嘴匹配部，所述喷嘴匹配部被形成在上述喷嘴的与上述头匹配部相匹配的位置上；弹性部件，所述弹性部件在上述头匹配部和上述喷嘴之间被配置成环状，使上述头匹配部与上述喷嘴匹配部的匹配隔有间隙；
所述喷嘴更换装置具有：喷嘴支承棒，所述喷嘴支承棒用于插入到上述喷嘴的喷嘴孔内，以支承上述喷嘴；喷嘴拆装机构，所述喷嘴拆装机构在将上述喷嘴支承棒插入到上述喷嘴的喷嘴孔内的状态下，在安装上述喷嘴时，进行上述喷嘴的旋转，进行上述喷嘴的销向上述加工头主体的插入口的插入，使上述销卡定到上述卡定部，而在拆卸上述喷嘴时，进行上述喷嘴的旋转，将上述喷嘴的销从上述加工头主体的插入口送出。
10.一种喷嘴更换装置，其特征在于，所述喷嘴更换装置用于更换加工头中的喷嘴，所述加工头具有：加工头主体，所述加工头主体在内部具有用于导出激光及辅助气体的头导出通路；喷嘴，所述喷嘴是与上述加工头主体分体形成的，在内部具有与上述头导出通路连通的喷嘴导出通路，在前端具有向被加工物照射激光和喷射辅助气体的喷嘴孔；销，所述销是从上述喷嘴的侧面的内周缘侧向径向内侧突出地形成的；卡定部，所述卡定部被形成在上述加工头主体的侧面的外周缘侧上，并具有插入上述销的插入口，此与同时，与插入的上述销接触并将所述销卡定，以便将喷嘴卡定在所述加工头主体上；头匹配部，所述头匹配部被形成在上述加工头主体的喷嘴侧的端面上；喷嘴匹配部，所述喷嘴匹配部被形成在上述喷嘴的与上述头匹配部相匹配的位置上；弹性部件，所述弹性部件在上述头匹配部和上述喷嘴之间被配置成环状，使上述头匹配部与上述喷嘴匹配部的匹配隔有间隙；
上述喷嘴是由喷嘴主体和与上述喷嘴主体分体构成的喷嘴固定器构成，
上述喷嘴主体具有上述喷嘴导出通路、上述喷嘴匹配部和上述喷嘴孔，并具有喷嘴凸缘，所述喷嘴凸缘是在上述喷嘴主体的外周缘向外方向延伸形成的，与此同时，在与上述加工头主体相对一面侧，形成了用于配置上述弹性部件的环状槽部，上述喷嘴匹配部作为上述喷嘴凸缘的上面侧，
上述喷嘴固定器由筒体构成并具有上述销，在上述筒体的内周缘上具有支承部，所述支承部与上述喷嘴主体的上述喷嘴凸缘的下面侧紧密接触并卡定，同时，所述支承部具有使上述喷嘴主体的喷嘴孔向外部露出的开口，上述销是从上述喷嘴固定器的内周缘的上述支承部在上部向径向内侧突出地形成的，
所述喷嘴更换装置具有：
喷嘴支承棒，所述喷嘴支承棒用于插入到上述喷嘴主体的喷嘴孔内以支承上述喷嘴；
喷嘴拆装机构，所述喷嘴拆装机构在将上述喷嘴支承棒插入到上述喷嘴主体的喷嘴孔内的状态下，推压夹设在上述喷嘴主体的喷嘴匹配面与上述加工头主体的头匹配面之间的上述弹性部件，使上述喷嘴匹配面和上述头匹配面相接触，并使上述喷嘴凸缘的下面侧和上述喷嘴固定器的接触成为脱离的状态，
在安装上述喷嘴时，只旋转上述喷嘴固定器，进行上述喷嘴固定器的销向上述加工头主体的插入口的插入，使上述销卡定到上述卡定部上，然后，解除对上述弹性部件的推压，在上述头匹配面与上述喷嘴匹配面之间恢复间隙，而在拆卸上述喷嘴时，只旋转上述喷嘴固定器，将上述喷嘴固定器的销从上述加工头主体的插入口送出。
11.一种激光加工装置，所述激光加工装置具有：加工头；将激光导入到上述加工头主体的激光振荡机构；将辅助气体导入到上述加工头的辅助气体发生机构；放置被加工物的工作台；调整工作台上的规定位置和加工头的位置的移动机构，所述加工头具有：加工头主体，所述加工头主体在内部具有用于导出激光及辅助气体的头导出通路；喷嘴，所述喷嘴是与加工头主体分体形成的，在内部具有和上述头导出通路连通的喷嘴导出通路，在前端具有向被加工物照射激光和喷射辅助气体的喷嘴孔；销，所述销是从上述喷嘴的侧面向径向突出地形成的；卡定部，所述卡定部被形成在上述加工头主体的侧面上，并具有插入上述销的插入口，与此同时，与插入的上述销接触并将所述销卡定，以便将所述喷嘴卡定在所述加工头主体上；头匹配部，所述头匹配部被形成在上述加工头主体的喷嘴侧的端面上；喷嘴匹配部，所述喷嘴匹配部被形成在上述喷嘴的与上述头匹配部匹配的位置上；弹性部件，所述弹性部件在上述头匹配部和上述喷嘴之间被配置成环状，使上述头匹配部与上述喷嘴匹配部的匹配隔有间隙。
12.如权利要求11所述的激光加工装置，其特征在于，所述激光加工装置配置有喷嘴更换装置，所述喷嘴更换装置用于更换上述加工头中的喷嘴，并且所述喷嘴更换装置具有：喷嘴支承棒，所述支承棒用于插入到上述喷嘴的喷嘴孔内，以支承上述喷嘴；喷嘴拆装机构，所述喷嘴拆装机构在将上述喷嘴支承棒插入到上述喷嘴的喷嘴孔内的状态下，在安装上述喷嘴时，进行上述喷嘴的旋转，进行上述喷嘴的销向上述加工头主体的插入口的插入，使上述销卡定到上述卡定部上，而在拆卸上述喷嘴时，进行上述喷嘴的旋转，将上述喷嘴的销从上述加工头主体的插入口送出，上述移动机构用于调整上述加工头主体与上述喷嘴更换装置的位置。
13.一种激光加工装置，所述激光加工装置具有：加工头；将激光导入到上述加工头主体的激光振荡机构；将辅助气体导入到上述加工头的辅助气体发生机构；放置被加工物的工作台；调整上述工作台上的规定位置和上述加工头的位置的移动机构，所述加工头具有：加工头主体，所述加工头主体在内部具有用于导出激光及辅助气体的头导出通路；喷嘴，所述喷嘴是与加工头主体分体形成的，在内部具有和上述头导出通路连通的喷嘴导出通路，在前端具有向被加工物照射激光和喷射辅助气体的喷嘴孔；销，所述销是从上述喷嘴的侧面的内周缘侧向径向内侧突出地形成的；卡定部，所述卡定部被形成在上述加工头主体的侧面的外周缘侧上，并具有插入所述销的插入口，与此同时，与插入的所述销接触并将所述销卡定，以便将所述喷嘴卡定在所述加工头主体上；头匹配部，所述头匹配部被形成在加工头主体的喷嘴侧的端面上；喷嘴匹配部，所述喷嘴匹配部被形成在上述喷嘴的与上述头匹配部匹配的位置上；弹性部件，所述弹性部件在上述头匹配部和上述喷嘴之间被配置成环状，使上述头匹配部与上述喷嘴匹配部的匹配隔有间隙；
上述喷嘴由喷嘴主体和与上述喷嘴主体分体构成的喷嘴固定器构成，
上述喷嘴主体具有上述喷嘴导出通路、上述喷嘴匹配部和上述喷嘴孔，并具有喷嘴凸缘，所述喷嘴凸缘是在上述喷嘴主体的外周缘上向外方向延伸形成的，与此同时，在与上述加工头主体相对一面侧形成了用于配置上述弹性部件的环状槽部，上述喷嘴匹配部作为上述喷嘴凸缘的上面侧，
上述喷嘴固定器由筒体构成，并具有上述销，在上述筒体的内周缘上具有支承部，所述支承部与上述喷嘴主体的上述喷嘴凸缘的下面侧紧密接触并卡定，与此同时，具有使上述喷嘴主体的喷嘴孔向外部露出的开口，上述销是从上述喷嘴固定器的内周缘的上述支承部在上部向径向内侧突出地形成的。
14.如权利要求13所述的激光加工装置，其特征在于，所述激光加工装置配置有喷嘴更换装置，所述喷嘴更换装置用于更换上述加工头中的喷嘴，并且所述喷嘴更换装置具有：
喷嘴支承棒，所述喷嘴支承棒插入到上述喷嘴主体的喷嘴孔内，以支承上述喷嘴；
喷嘴拆装机构，所述喷嘴拆装机构在将上述喷嘴支承棒插入到上述喷嘴主体的喷嘴孔内的状态下，推压夹设在上述喷嘴主体的喷嘴匹配面与上述加工头主体的头匹配面之间的上述弹性部件，使上述喷嘴匹配面和上述头匹配面接触，并使上述喷嘴凸缘的下面侧和上述喷嘴固定器的接触成为脱离的状态，在安装上述喷嘴时，只旋转上述喷嘴固定器，进行上述喷嘴固定器的销向上述加工头主体的插入口的插入，使上述销卡定到上述卡定部上，然后，解除对上述弹性部件的推压，使上述头匹配面与上述喷嘴匹配面之间恢复间隙，而在拆卸上述喷嘴时，只旋转上述喷嘴固定器，将上述喷嘴固定器的销从上述加工头主体的插入口送出；
上述移动机构用于调整上述加工头主体和上述喷嘴更换装置的位置。
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