DE69908745T2

DE69908745T2 - Laserbearbeitungskopf

Info

Publication number: DE69908745T2
Application number: DE69908745T
Authority: DE
Inventors: Yasumi Shinhama 2-chome Nagura; Michisuke Shinhama 2-chome Nayama; Takashi Shinhama 2-chome Ishide; Yoshio Shinhama 2-chome Hashimoto; Yukio Shinhama 2-chome Michishita; Koji 1-chome Okimura; Tadashi 1-chome Nagashima; Masao 1-chome Watanabe; Takashi 1-chome Akaba; Katsusuke Shimizu
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1999-01-14
Filing date: 1999-10-27
Publication date: 2004-04-22
Anticipated expiration: 2019-10-28
Also published as: EP1020249B1; EP1020249A2; JP3664904B2; DE69908745D1; JP2000202672A; EP1020249A3; US6294754B1; US20020017513A1; US6417487B2

Description

1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung ist nützlich, wenn sie an einem Laserstrahlbearbeitungskopf einer Laserstrahlmaschine zum Schneiden oder Herausstanzen eines Werkstücks aus einem Metall oder ähnlichem angewendet wird.
2. Beschreibung des Stands der Technik
13 ist eine senkrechte Schnittdarstellung, die den Aufbau des oberen Bereichs eines herkömmlichen, typischen Laserstrahlbearbeitungskopfs zeigt. Ein Laserstrahlbearbeitungskopf 301, welcher in der Zeichnung gezeigt wird, ist für eine Laserstrahlmaschine (der Maschinenkörper ist nicht gezeigt) vorgesehen, die ein zu zerschneidendes Werkstück 302, wie Karbonstahl, zerschneiden soll.
Wie in 13 gezeigt beherbergt ein Objektiv-Tubus 305 ein optisches Kondensorsystem (ein Bildaufbereitungslinsensystem) 304, das aus einer Vielzahl von Linsen 310 und einem Schutzglas 307 zum Schutz des optischen Kondensorsystems besteht. Das optische Kondensorsystem 304 sammelt Laserlicht 303, und projiziert es auf eine Schnittstelle 302a des Werkstücks 302, welches zerschnitten werden soll. Bei dieser Gelegenheit wird ein Brennpunkt f des Laserlichts 303, das von dem optischen Kondensorsystem 304 gesammelt wird, für gewöhnlich so angepaßt, daß er, wie es in der Zeichnung dargestellt ist, innerhalb des Werkstücks 302, welches zerschnitten werden soll, liegt. Das Laserlicht 303 wird von einem Lasergenerator wie einem YAG Lasergenerator (nicht gezeigt) erzeugt und anschließend durch ein optisches Übertragungsmittel, wie einer optischen Faser oder einem optischen Spiegel (nicht gezeigt), an das optische Kondensorsystem 304 weitergeleitet.
Auf einer das Laserlicht ausstoßenden Seite des optischen Kondensorsystems 304 (d. h., am niedrigeren Endteil des Objektiv-Tubus 305) ist eine Unterstützungsgasdüse so befestigt, daß sie das Laserlicht 303 umgibt, welches vom optischen Kondensorsystem 304 ausgestoßen wurde. Die Unterstützungsgasdüse 306 ist wie eine abgeschnittener Kegel mit einer spitzen Seite (unteres Ende), welches dünn wird und eine Öffnung 306a auf der spitzen Seite aufweist, geformt. Mit einer Oberflächenseite der Unterstützungsgasdüse 306 ist ein Unterstützungsgasversorgungsrohr 308 verbunden. Das Unterstützungsgasversorgungsrohr 308 ist mit einer Unterstützungsgasversorgungsvorrichtung (nicht gezeigt) verbunden. Das heißt, daß ein Unterstützungsgas Q_T, welches von der Unterstützungsgasversorgungsvorrichtung über das Unterstützungsgasversorgungsrohr 308 in die Unterstützungsgasdüse 306 eingeleitet wird und durch die spitze Öffnung 306a der Unterstützungsgasdüse 306 in Richtung der Schnittstelle 302a des Werkstücks 302, welches zerschnitten werden soll, herausgeschossen wird.
Ein Schnittvorgang hinsichtlich des zu zerschneidenden Werkstücks 302 mittels der Laserstrahlmaschine, welche mit einem Laserstrahlbearbeitungskopf 301 mit dem oben beschriebenen Aufbau ausgestattet ist, erfolgt wie nun beschrieben: Zuerst wird der Laserstrahlbearbeitungskopf 301 durch eine den Laserstrahlbearbeitungskopf bewegende Vorrichtung (nicht gezeigt) nahe an das zu zerschneidende Werkstück 302 herangebracht. Weiterhin wird der Abstand zwischen der Spitze der Unterstützungsdüse 306 und der Oberfläche des zu zerschneidenden Werkstücks 302 (d. h., dem Arbeitsabstand) h gehalten, so daß zwischen der Unterstützungsgasdüse 306 und dem zu zerschneidenden Werkstücks 302 keine Berührung stattfinden wird. Unter dieser Bedingung wird entweder der Laserstrahlbearbeitungskopf 301 durch die den Laserstrahlbearbeitungskopf bewegende Vorrichtung in eine Richtung, die senkrecht zur Blattfläche von 13 verläuft, bewegt oder das zu zerschneidende Werkstück 302 wird durch eine Arbeitsbewegungsvorrichtung (nicht gezeigt) in eine Richtung, die entgegengesetzt zu der Bewegungsrichtung des Laserstrahlbearbeitungskopfs verläuft, bewegt.
Entsprechend dieser Bewegung, kondensiert der Laserstrahlbearbeitungskopf 301 das Laserlicht 303 mittels dem optischen Kondensorsystem 304, und projiziert es auf die Schnittstelle 302a des zu zerschneidenden Werkstücks 302, wodurch die Schnittstelle 302a geschmolzen wird. Gleichzeitig wird aus der spitzen Öffnung 306a der Unterstützungsgasdüse 306 in Richtung der Schnittstelle 302a ein Gas herausgeschossen und in die Schnittstelle 302a eingeleitet, um geschmolzenes Metall aus der Schnittstelle 302a herauszublasen und zu entfernen. Auf diese Weise ist das zu zerschneidende Werkstück 302 lasergeschnitten.
Die US-A-9167662, welches als nächstliegender Stand der Technik angesehen wird, beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Schneiden und Schweißen, wobei ein Laserstrahl verwendet wird, der auf ein Werkstück gerichtet ist.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Der Laserstrahlbearbeitungskopf der vorliegenden Erfindung welcher die oben genannten Ziele erreicht, ist gekennzeichnet durch

1. Einen Laserstrahlbearbeitungskopf einer Laserstrahlmaschine zum Projizieren eines Laserlichts auf ein Werkstück und auch zum Blasen eines Unterstützungsgas auf das zu zerschneidende oder zu durchstechende Werkstück, der folgendes aufweist: ein optisches Teilungssystem zum Teilen des Laserlichts in zumindest zwei getrennte Laserstrahlen und zum Schaffen von Platz zwischen den getrennten Laserstrahlen; ein optisches Kondensorsystem zum Kondensieren der getrennten Laserstrahlen in kondensiertes Laserlicht und zum Projizieren des kondensierten Laserlichts auf eine Schnittstelle oder auf eine zu durchstechende Stelle auf dem Werkstück; und eine innere Unterstützungsgasdüse, welche zwischen den getrennten Laserstrahlen plaziert ist, wobei die Breite einer Öffnung eines spitzen Teils der inneren Unterstützungsgasdüse nahezu der Schnittbreite der Schnittstelle oder einem Lochdurchmesser der durchgestochenen Stelle entspricht.
2. Einen Laserstrahlbearbeitungskopf einer Laserstrahlmaschine zum Projizieren des Laserlichts auf ein Werkstück und auch zum Blasen eines Unterstützungsgas auf das Werkstück, um dieses zu zerschneiden, der folgendes aufweist: ein optisches Teilungssystem zum Teilen des Laserlichts in zumindest zwei getrennte Laserstrahlen und zum Schaffen von Platz zwischen den getrennten Laserstrahlen; ein optisches Kondensorsystem zum Kondensieren der getrennten Laserstrahlen in kondensiertes Laserlicht und zum Projizieren des kondensierten Laserlichts auf eine Schnittstelle auf dem Werkstück; und eine innere Unterstützungsgasdüse, welche zwischen den getrennten Laserstrahlen plaziert ist, wobei die Breite einer Öffnung eines spitzen Teils der inneren Unterstützungsgasdüse nahezu der Schnittbreite der Schnittstelle entspricht und eine Länge der Öffnung des spitzen Teils größer ist als die Breite der Öffnung.
3. Einen Laserstrahlbearbeitungskopf einer Laserstrahlmaschine zum Projizieren des Laserlichts auf ein Werkstück und auch zum Blasen eines Unterstützungsgas auf das Werkstück, um dieses zu zerschneiden, der folgendes aufweist: ein optisches Teilungssystem zum Teilen des Laserlichts in zumindest zwei getrennte Laserstrahlen und zum Schaffen von Platz zwischen den getrennten Laserstrahlen; ein optisches Kondensorsystem zum Kondensieren der getrennten Laserstrahlen in kondensiertes Laserlicht und zum Projizieren des kondensierten Laserlichts auf eine Schnittstelle auf dem Werkstück; und eine innere Unterstützungsgasdüse; die zwischen den getrennten Laserstrahlen plaziert ist, wobei die Breite einer Öffnung eines spitzen Teils der inneren Unterstützungsdüse nahezu einer Schnittbreite der Schnittstelle entspricht, und ein spitzer Abschnitt der inneren Unterstützungsgasdüse sich in Richtung des, Schnitts neigt.
4. Der Laserstrahlbearbeitungskopf aus obenstehend 3., wobei der Neigungswinkel der inneren Unterstützungsgasdüse unabhängig von einer Projektionsrichtung des Laserlichts verändert werden kann.
5. Ein Laserstrahlbearbeitungskopf einer Laserstrahlmaschine zum Projizieren von Laserlicht auf ein Werkstück, und auch zum Blasen eines Unterstützungsgas auf das zu zerschneidende oder zu durchstechende Werkstück, der folgendes aufweist: ein optisches Teilungssystem zum Teilen des Laserlichts in zumindest zwei getrennte Laserstrahlen und zum Schaffen von Platz zwischen den getrennten Laserstrahlen; ein optisches Kondensorsystem zum Kondensieren der getrennten Laserstrahlen in kondensiertes Laserlicht und zum Projizieren des kondensierten Laserlichts auf eine Schnittstelle oder auf eine zu durchstechende Stelle auf dem Werkcstück; und eine innere Unterstützungsgasdüse, welche zwischen den getrennten Laserstrahlen plaziert ist, wobei die Breite einer Öffnung eines spitzen Teils der inneren Unterstützungsgasdüse nahezu der Schnittbreite der Schnittstelle oder einem Lochdurchmesser der durchgestochenen Stelle entspricht, und wobei: relative Positionen der inneren Unterstützungsdüse und des Werkstücks unabhängig von den relative Positionen einer Brennpunktposition des optischen Kondensorsystems und des Werkstücks verändert werden können; oder die relativen Positionen der Brennpunktposition des optischen Kondensorsystems und des Werkstücks unabhängig von den relativen Positionen der inneren Unterstützungsgasdüse und des Werkstücks verändert werden.
6. Bei dem beschriebenen Laserstrahlbearbeitungskopf kann auch eine äußere Unterstützungsgasdüse auf der Ausgangsseite des optischen Kondensorsystems vorgesehen sein, um die getrennten Laserstrahlen, die von dem optischen Kondensorsystem ausgestrahlt werden, zu umringen, und das Unterstützungsgas kann auch aus einer spitzen Öffnung der äußeren Unterstützungsgasdüse herausgeschossen werden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Erfindung wird durch die folgende genaue Beschreibung und die begleitenden Zeichnungen, die nur zur Erläuterung gegeben werden, und dementsprechend die vorliegende Erfindung nicht begrenzen, genauer verstanden werden, wobei:
1 eine senkrechte Schnittansicht ist, die eine Anordnung eines spitzen Teils eines Laserstrahlbearbeitungskopfs entsprechend einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
2(a) ein Querschnitt ist, der die Anordnung des spitzen Teils des Laserstrahlbearbeitungskopfs zeigt (eine Schnittansicht, die entlang der Linie D-D aus 2(b) genommen wurde) und 2(b) eine senkrechte Schnittansicht ist, die in Richtung des Pfeils C aus 1 genommen wurde;
3 eine Anordnungszeichnung eines optischen Systems ist, das in einem Laserstrahlbearbeitungskopf vorgesehen ist;
4 eine perspektivische Darstellung ist, die eine Anordnung eines teilenden optischen Systems in dem oben genannten optischen System zeigt;
5 eine erläuternde Darstellung ist, die einen Fluß eines Unterstützungsgas zeigt;
6 ein Graph ist, der den Vergleich zwischen Schnittgeschwindigkeiten zeigt;
7 eine senkrechte Schnittansicht ist, die den Aufbau eines spitzen Teils eines Laserstrahlbearbeitungskopfs entsprechend der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
8(a) eine vergrößerte Darstellung aus Sicht der E-E Linie aus 7 ist und 8(b) eine Darstellung aus Sicht der H-H Linie aus 7 ist, bei der ein Abschnitt eines Unterstützungsgasflusses, der durch eine innere Unterstützungsgasdüse geschossen wird, überlagert wurde;
9 eine senkrechte Schnittansicht ist, die eine Anordnung eines spitzen Teils eines Laserstrahlbearbeitungskopfs entsprechend einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
10 eine senkrechte Schnittansicht ist, die eine Anordnung eines spitzen Teils eines Laserstrahlbearbeitungskopfs entsprechend einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
11 eine senkrechte Schnittansicht ist, die einen Aufbau eines spitzen Teils eines Laserstrahlbearbeitungskopfs entsprechend einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
12 eine weitere senkrechte Schnittansicht ist, die den Aufbau eines spitzen Teils eines Laserstrahlbearbeitungskopfs entsprechend einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
13 eine senkrechte Schnittansicht ist, die einen Aufbau eines spitzen Teils eines herkömmlichen, typischen Laserstrahlbearbeitungskopfs zeigt;
14 eine erläuternde Darstellung ist, die einen Fluß eines Unterstützungsgas zeigt;
15 erläuternde Darstellung einer verdünnten Unterstützungsgasdüse ist; und
16 eine erläuternde Darstellung ist, die einen Zustand einer geschnitten Oberfläche zeigt.
GENAUE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden mit Verweis auf die begleitenden Zeichnungen im Einzelnen beschrieben.
[Erste Ausführungsform]
1 ist eine senkrechte Schnittansicht eines spitzen Teils eines Laserstrahlbearbeitungskopfs entsprechend einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 2(a) ist ein Querschnitt, der den Aufbau eines spitzen Teils des Laserstrahlbearbeitungskopfs zeigt (eine Schnittansicht, die entlang der Linie D-D aus 2(b) genommen wurde). 2(b) ist eine senkrechte Schnittansicht, die in einer Richtung eines Pfeils C aus 1 genommen wurde. 3 ist eine Anordnungszeichnung eines optischen Systems, das in dem Laserstrahlbearbeitungskopf vorgesehen ist. 4 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Aufbau eines teilenden optischen Systems in dem optischen o. g. System zeigt.
In einer Laserstrahlmaschine (der Maschinenkörper ist nicht gezeigt) ist ein wie in den 1, 2(a) und 2(b) gezeigter Laserstrahlbearbeitungskopf 121 vorgesehen, um ein zu zerschneidendes Werkstück 122, wie zum Beispiel Karbonstahl, zu zerschneiden.
Wie in 1 gezeigt sind ein optisches Kondensorsystem (ein Bildaufbereitungslinsensystem) 124, und ein Schutzgas 125 zum Schutz des optischen Kondensorsystems 124 in einem Objektiv-Tubus 123 vorgesehen. Das optische Kondensorsystem 124 kondensiert zwei getrennte Laserstrahlen 126a, 126b (welche später genauer beschrieben werden), die durch eine Teilung geschaffen wurden, und projiziert das gewonnene kondensierte Licht auf eine Schneidstelle 122a des zu zerschneidenden Werkstücks 122. Eine Brennpunktposition f der Laserstrahlen 126a, 126b, die von dem optischen Kondensorsystem 124 kondensiert werden, wird gewöhnlich so angepaßt, daß er, wie gezeigt, innerhalb des zu zerschneidenden Werkstücks 122 liegt.
Wie in 3 gezeigt weist das optische System des Laserstrahlbearbeitungskopfs 121 ein optisches Kondensorsystem 124 und ein optisches Trennsystem 127 auf. Das optische Kondensorsystem 124 weist eine Vielzahl von Linsen 128 auf, die senkrecht mit geeignetem Abstand zueinander angeordnet sind. Das optische Trennsystem 127 weist als Paar einen konkaven Dachspiegel 129 und einen konvexen Dachspiegel 130 auf. Der konkave Dachspiegel 129 ist schräg über dem optischen Kondensorsystem 124 angeordnet, während der konvexe Dachspiegel 130 entgegengesetzt schräg zu dem konkaven Dachspiegel 129 angeordnet ist.
Oberhalb des konvexen Dachspiegels 130 ist ein spitzer Abschnitt einer optischen Faser 131 angeordnet. Auf diese Art wird von einem YAG Lasergenerator (nicht gezeigt) Laserlicht 126 ausgestrahlt, dann durch die optische Faser 131 geleitet und von der Spitze der optischen Faser 131 in Richtung der Spiegel 130a, 130b des konvexen Dachspiegels 130 ausgestoßen.
Wie in 4 gezeigt, wird der konkave Dachspiegel 129 in der Mitte in die Form eines Tals gedrückt und weist so zwei Spiegel 129a, 129b auf. Wohingegen der konvexe Dachspiegel 130 in der Mitte herausragt und so die Form eines Bergs annimmt, und damit zwei Spiegel 130a, 130b aufweist.
Auf diese Weise wird das Laserlicht 126, welches von der optischen Faser 131 ausgestrahlt wird, von dem konvexen Dachspiegel 130 in Form zweier halbkreisförmiger Laserstrahlen 126a, 126b, die durch die Teilung des Laserlichts 126 in der Mitte entstehen, reflektiert. Das heißt, daß das Laserlicht 126 der optischen Faser 131 im Querschnitt kreisförmig ist. Hierbei wird das Laserlicht 126, welches durch die Spiegel 130a, 130b des konvexen Dachspiegels 130 reflektiert und geteilt wird, zu zwei halbkreisförmigen getrennten Laserstrahlen 126a, 126b, die zu dem konkaven Dachspiegel 129 weitergeleitet werden, wobei diese Strahlen getrennt voneinander plaziert sind.
Anschließend, werden die getrennten Laserstrahlen 126a, 126b von den Spiegeln 129a, 129b des konkaven Dachspiegels 129 jeweils reflektiert und zu dem optischen Kondensorsystem 124 weitergeleitet. In dem optischen Kondensorsystem 124 werden die Laserstrahlen 126a, 126b kondensiert und wie bereits erklärt [vgl. 1, 2(a) und 2(b)] auf die Schneidstelle 122a des zu zerschneidenden Werkstücks 122 projiziert. Der Abstand zwischen den getrennten Laserstrahlen 126a, 126b kann durch Ändern der Anordnung des konvexen Dachspiegels 130 und des konkaven Dachspiegels 129 und durch Ändern der Winkel der Senkrechten des Bergs und des Tals des konvexen Dachspiegels 130 und des konkaven Dachspiegels 129 eingestellt werden.
An einer Ausgangsseite des optischen Kondensorsystems 124 (auf einem niedrigeren Endteil des Objektiv-Tubus 123), wird eine äußere Unterstützungsgasdüse 132 so angebracht, daß sie die getrennten Laserstrahlen 126a, 126b, welche von dem optischen Kondensorsystem 124, wie in den 1, 2(a) und 2(b) gezeigt, ausgestrahlt werden, umgibt. Die äußere Unterstützungsgasdüse 132 ist wie ein abgeschnittener Kegel geformt und hat eine spitze Seite (niedrigere Endseite), die dünner wird und eine Öffnung 132a hat.
Mit der seitlichen Oberfläche der äußeren Unterstützungsgasdüse 132 ist ein Unterstützungsgasversorgungsrohr 133 verbunden. Das Unterstützungsgasversorgungsrohr 133 ist an eine Unterstützungsgasversorgungsvorrichtung (nicht gezeigt) gebunden. Auf diese Weise wird ein Unterstützungsgas Q_2T, das aus der Unterstützungsgasversorgungsvorrichtung kommt, über das Unterstützungsgasversorgungsrohr 108 in die äußere Unterstützungsgasdüse 132 eingeführt, und durch die spitze Öffnung 132a der äußeren Unterstützungsgasdüse 132 in Richtung der Schneidstelle 122a des zu zerschneidenden Werkstücks 122 herausgeschossen.
Die äußere Unterstützungsgasdüse 132 ist dafür vorgesehen das optische Kondensorsystem 124 zu schützen. Im Einzelnen beschützt die äußere Unterstützungsgasdüse 132 das optische Kondensorsystem 124 vor Metalldampf, Hitze etc., was sich während dem Schneiden entwickelt. Außerdem bewahren Düsen von Unterstützungsgas, das aus der spitzen Öffnung 132a der äußeren Unterstützungsgasdüse 132 kommt, davor, daß Metalldampf etc. durch die spitze Öffnung 132a in die äußere Unterstützungsgasdüse 132 dringt.
An der seitlichen Oberfläche der äußeren Unterstützungsgasdüse 132 ist eine innere Unterstützungsgasdüse 134 so befestigt, daß sie durch diese seitliche Oberfläche hindurch paßt. Diese innere Unterstützungsgasdüse 134 hat die Form einer dünnen Röhre und ist zwischen den getrennten Laserstrahlen 126a und 126b plaziert. Außerdem wird die innere Unterstützungsgasdüse 134 allmählich zur spitzen Seite hin immer dünner (untere Endseite) und weist einen Öffnungsdurchmesser (Öffnungsbreite) d_i an ihrer spitzen Öffnung 134a auf, der nahezu der Schnittbreite (Schlitzbreite) w (zum Beispiel, 2 bis 3 mm) der Schneidstelle 122a des zu zerschneidenden Werkstücks 122 entspricht. Um genauer zu sein, gibt es einen Fall, bei dem Öffnungsdurchmesser d_i der Schnittbreite w entspricht, und einen Fall, bei dem der Öffnungsdurchmesser d_i etwas kleiner ist als die Schnittbreite w (der dargestellte Fall). Selbst wenn der Öffnungsdurchmesser d_i irgendwie größer sein sollte als die Schnittbreite w, ist dies wirkungsvoller als die früheren Technologien.
Das heißt, da das Laserlicht 126 durch das optische Trennsystem 127 in zwei getrennte Laserstrahlen 126a und 126b geteilt wird, daß die innere Unterstützungsgasdüse 134 zwischen den getrennten Laserstrahlen 126a und 126b eingefügt werden kann. Die so plazierte innere Unterstützungsgasdüse 134 kann in der gewünschten Dünne ohne Interferenz mit den getrennten Laserstrahlen 126a und 126b geformt werden.
Die innere Unterstützungsgasdüse 134 ist an der Unterstützungsgasversorgungsvorrichtunq (nicht gezeigt) über ein Unterstützungsgasversorgungsrohr (nicht gezeigt) befestigt. Das heißt, daß ein Unterstützungsgas Q_1T, das von der Unterstützungsgasversorgungsvorrichtung kommt, über das Unterstützungsgasversorgungsrohr in die innere Unterstützüngsgasdüse 134 eingeführt wird, und durch die spitze Öffnung 134a der inneren Unterstützungsgasdüse 134 in Richtung der Schneidstelle 122a des zerschneidenden Werkstücks 122 ausgestoßen wird. Das meiste des Unterstützungsgas Q_1T wird in der Schneidstelle 122a verbraucht.
Eine Zone mit einer Länge L (> 4d_i) in dem spitzen Bereich der inneren Unterstützungsgasdüse 134 ist auf einen gleichbleibenden inneren Durchmesser d_i festgesetzt. Dies stabilisiert den Fluß des Unterstützungsgas, welches von der inneren Unterstützungsgasdüse 134 ausgestoßen wird, wobei die Richtwirkung gesteigert wird.
Ein Schnittvorgang für das zu zerschneidende Werkstück 122 durch die Laserstrahlmaschine mit dem Laserstrahlbearbeitungskopf 121 wird bei der vorliegenden ersten Ausführungsform wie folgt durchgeführt: Zuerst wird der Laserstrahlbearbeitungskopf 121 nahe an das zu zerschneidende Werkstück 122 herangeführt, indem Bewegungsvorrichtung für den Laserstrahlbearbeitungskopf (nicht gezeigt) verwendet wird. Außerdem wird der Abstand zwischen den Spitzen der inneren Unterstützungsgasdüse 134 und der äußeren Unterstützungsgasdüse 132 und der Oberfläche des zu zerschneidenden Werkstücks 122 (das heißt, der Arbeitsabstand) h bei in etwa 3 mm bis 4 mm gehalten, so daß die innere Unterstützungsgasdüse 134 und die äußere Unterstützungsgasdüse 132 nicht mit dem zu zerschneidenden Werkstück 122 in Berührung kommen. Unter dieser Bedingung, wird entweder der Laserstrahlbearbeitungskopf 121 durch die Bewegungsvorrichtung für den Laserstrahlbearbeitungskopf senkrecht in Richtung der Blattfläche von 1 bewegt, oder es wird das zu zerschneidende Werkstück 122 durch eine Werkbewegungsvorrichtung (nicht gezeigt) entgegengesetzt zu der Bewegungsrichtung des Laserstrahlbearbeitungskopfs bewegt.
Entsprechend dieser Bewegung teilt der Laserstrahlbearbeitungskopf 121 durch das optische Trennsystem 127 das Laserlicht 126 in zwei Strahle, kondensiert diese getrennten Laserstrahlen 126a, 126b mittels dem optischen Kondensorsystem 124 und projiziert das kondensierte Licht auf die Schneidstelle 122 des zu zerschneidenden Werkstücks 122, wobei die Schneidstelle 122a geschmolzen wird. Gleichzeitig wird ein Unterstützungsgas aus der spitzen Öffnung 132a der äußeren Unterstützungsgasdüse 132 ausgestoßen, um die äußere Unterstützungsgasdüse vor dem Durchdringen von Metalldampf zu bewahren und das optische Kondensorsystem 124 zu schützen.
Ein Unterstützungsgas wird weiterhin von der spitzen Öffnung 134a der inneren Unterstützungsgasdüse 134 ausgestoßen und in die Schneidstelle 122a eingeführt, um geschmolzenes Metall innerhalb der Schneidstelle 122a weg zu blasen und zu entfernen. Auf diese Weise wird das Werkstück lasergeschnitten.
Während des Laserschnitts fließt, wie in 5 gezeigt, das Unterstützungsgas, welches von der äußeren Unterstützungsgasdüse 132 herausgeschossen wird, vom Spalt zwischen der äußeren Unterstützungsgasdüse 132 und dem zu zerschneidenden Werkstück 122, hin zu beiden Seiten der Schneidstelle 122a (Unterstützungsgase Q₃, Q₄). Während das Unterstützungsgas, welches von der inneren Unterstützüngsgasdüse 134 ausgestoßen wird, hauptsächlich in die Schnittstelle 122a zugeführt wird, weil der Öffnungsdurchmesser d_i der inneren Unterstützungsgasdüse 134 fast gleich der Schnittbreite w ist.
Das heißt, dass Unterstützungsgas kann mit hohem Wirkungsgrad in die Schnittstelle 122a zugeführt werden. Auf diese Weise kann die Menge an Unterstützungsgas, das in die Schnittstelle 122a zugeführt wird, bedeutend im Vergleich zu der früheren Technologie vergrößert werden, selbst wenn die Menge des Unterstützungsgas, das von der Unterstützungsgasversorgungsvorrichtung zugeführt wird, nicht vergrößert wird. Außerdem ist der Öffnungsdurchmesser d_i der inneren Unterstützungsgasdüse 134 so klein, das die Düsengeschwindigkeit des Unterstützungsgases, das von der inneren Unterstützungsgasdüse 134 ausgestoßen wird, viel größer wird als bei der früheren Technologie. Der Gasdruck kann auch angehoben werden, ohne Beschränkungen die durch die Druckwiderstandsstärke der optischen Teile auferlegt werden. Wegen dieser Vorteile wird die kinetische Energie des Unterstützungsgases, das in die Schnittstelle 122a zugeführt wird, groß. Auf diese Weise wird die Fähigkeit des Unterstützungsgases, geschmolzenes Metall zu entfernen, bedeutend vergrößert und die Schneidfähigkeit bedeutend verbessert.
6 zeigt einen Vergleich zwischen der Schnittgeschwindigkeit, die durch die Verwendung des konventionellen Laserstrahlbearbeitungskopfes 301 (siehe 13) erzielt wird, und der Schnittgeschwindigkeit, die durch die Verwendung des Laserstrahlbearbeitungskopfes 121 gemäß der vorliegenden ersten Ausführungsform erzielt wird. Wie in dieser Zeichnung gezeigt, wird die Schnittgeschwindigkeit für den Laserstrahlbearbeitungskopf 121 der vorliegenden ersten Ausführungsform sehr viel größer als die Schnittgeschwindigkeit für den konventionellen Laserstrahlbearbeitungskopf 301, wenn Karbonstahl mit verschiedenen Plattenstärken geschnitten wird.
Außerdem ist die äußere Unterstützungsgasdüse 132 an der Ausgangsseite des Laserlichts des optischen Kondensorsystems 124 vorgesehen und das Unterstützungsgas wird auch von dieser äußeren Unterstützungsgasdüse 132 ausgestoßen. Auf diese Weise kann ein Schutz des optischen Kondensorsystems 124 gewährleistet werden.
[Zweite Ausführungsform]
7 ist eine vertikale Schnittansicht, die einen Aufbau eines spitzen Abschnitts eines Laserstrahlbearbeitungskopfs gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. 8(a) ist eine vergrößerte Ansicht, die entlang der Linie E-E in 7 genommen ist, und 8(b) ist eine Ansicht, die entlang der Linie H-H in 7 genommen ist, bei der ein Schnitt eines Unterstützungsgasstroms, der durch eine innere Unterstützungsgasdüse ausgestoßen wird, eingeblendet ist.
Wie in 7 gezeigt, ist ein Laserstrahlbearbeitungskopf 121 gemäß der vorliegenden zweiten Ausführungsform der gleiche wie der Laserstrahlbearbeitungskopf 121 der ersten Ausbildungsform (siehe 1), außer dem Aufbau betreffend einer inneren Unterstützungsgasdüse 134, der später beschrieben wird. Daher kann eine detaillierte Beschreibung des gleichen Aufbaus an dieser Steile weggelassen werden.
Wie 8(a) zeigt, ist bei dem Laserstrahlbearbeitungskopf 121 der vorliegenden zweiten Ausführungsform eine spitze Öffnung 134a der inneren Unterstützungsgasdüse 134 dünn, und entlang einer Schnittrichtung (einer Richtung des Pfeils F) gestreckt. Insbesondere ist die Öffnungsweite d_i der spitzen Öffnung 134a fast gleich der Schnittbreite b des zu schneidenden Objekts 122 und eine Öffnungslänge d₁ der spitzen Öffnung 134a ist größer als die Öffnungsbreite d_i. Diese schlanke spitze Öffnung 134a hat einen Kopfabschnitt, der über dem Zentrum c einer spitzen Öffnung 132 einer äußeren Unterstützungsgasdüse 132 angeordnet ist und sich von dieser Position in eine entgegengesetzte Richtung zu der Schnittrichtung erstreckt.
Das Schneiden des zu schneidenden Objekts 122 mit einer Laserstrahlmaschine, die mit dem Laserstrahlbearbeitungskopf 121 der vorliegenden zweiten Ausführungsform ausgerüstet ist, beinhaltet die gleichen Tätigkeiten und Wirkungen wie diese in der ersten Ausführungsform, weshalb eine detaillierte Beschreibung weggelassen wird. In der vorliegenden zweiten Ausführungsform ist die spitze Öffnung 134a der inneren Unterstützungsgasdüse 134 außerdem in einer derart schlanken Form, dass ihre Öffnungsweite d_i fast gleich der Schnittbreite w des zu schneidenden Objekts 122 ist und ihre Öffnungslänge d₁ größer als die Öffnungsbreite d_i ist. Auf diese Weise kann, wie aus einem Schnitt 135 eines Unterstützungsgasstromes in 8(b) deutlich gezeigt, der größte Teil eines Unterstützungsgases das von der inneren Unterstützungsgasdüse 134 ausgestoßen wird, in eine Schnittstelle 122a zugeführt werden. Außerdem kann ein größeres Kanalgebiet als in der ersten Ausführungsform vorgesehen werden, so dass die Strömungsrate des Unterstützungsgases, dass von der inneren Unterstützungsgasdüse 134 ausgestoßen wird (in die Schnittstelle 122a zugeführt), vergrößert wird.
Beispielsweise kann angenommen werden, dass der Betrag des Unterstützungsgases, das von der Unterstützungsgasversorgungsvorrichtung zugeführt wird, so angepasst wird, dass die Geschwindigkeit des Unterstützungsgases, das von der inneren Unterstützungsgasdüse 134 in der vorliegenden zweiten Ausführungsform ausgestossen wird, gleich der Geschwindigkeit des Unterstützungsgases ist, das von der inneren Unterstützungsgasdüse 134 in der oben erwähnten Ausführungsform ausgestoßen wird. In diesem Falle wird, da das Kanalgebiet zwischen der zweiten Ausführungsform und der ersten Ausführungsform unterschiedlich ist, die Strömungsrate des Unterstützungsgases, das von der inneren Unterstützungsgasdüse 134 ausgestoßen wird, in der ersten Ausführungsform größer als die Strömungsrate des Unterstützungsgases, das von der inneren Unterstützungsgasdüse 134 in der letzteren Ausführungsform ausgestoßen wird.
Wie oben bereits erwähnt, kann die vorliegende zweite Ausführungsform das Unterstützungsgas wirkungsvoll in die Schnittstelle 122a zuführen, die Düsengeschwindigkeit des Unterstützungsgases erhöhen und die Düsenströmungsrate des Unterstützungsgases vergrößern. Auf diese Weise wird die Fähigkeit des Unterstützungsgases, geschmolzenes Metall zu entfernen noch größer als in der ersten Ausführungsform. Folglich wird die Schnitteigenschaft für das zu schneidende Objekt 122 weiter verbessert.
[Dritte Ausführungsform)
9 ist eine vertikale Schnittansicht, die einen Aufbau eines spitzen Abschnitts eines Laserstrahlbearbeitungskopfes gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Wie in 9 gezeigt, ist ein Laserstrahlbearbeitungskopf 121 gemäß der vorliegenden dritten Ausführungsform der Gleiche wie der Laserstrahlbearbeitungskopf 121 der vorgenannten ersten Ausführungsform (siehe 1), außer dass der Aufbau betreffend einer inneren Unterstützungsgasdüse 134 später beschrieben wird. Daher kann eine detaillierte Beschreibung dieses gleichen Aufbaus hier unterlassen werden.
Wie in 9 gezeigt, ist bei dem Laserstrahlbearbeitungskopf 121 der vorliegenden dritten Ausführungsform die innere Unterstützungsgasdüse 134 an einer Seitenfläche einer Äußeren Unterstützungsgasdüse 132 befestigt, wobei eine spitze Seite der inneren Unterstützungsgasdüse 134 mit einem Neigungswinkel θ in einer Schnittrichtung geneigt ist (9 zeigt einen Schnitt in einer Richtung eines Pfeils G).
Das heißt das Laserlicht 126 ist durch ein optisches Trennungssystem 127 (siehe 4) in zwei getrennte Laserstrahlen 126a, 126b geteilt und die innere Unterstützungsgasdüse 134 ist zwischen diesen getrennten Laserstrahlen 126a und 126b plaziert. Wegen dieses Aufbaus muss das optische Kondensorsystem 124 nicht geneigt sein, sondern nur die innere Unterstützungsgasdüse 134 kann in einen geneigten Zustand versetzt werden. In der inneren Unterstützungsdüse 134 der vorliegenden dritten Ausführungsform ist, wie in der zuvor erwähnten ersten Ausführungsform, ein Öffnungsdurchmesser (Öffnungsbreite) d_i einer spitzen Öffnung 134a fast gleich der Schnittbreite eines zu schneidenden Objekts 122. Natürlich kann die spitze Öffnung 134a der inneren Unterstützungsgasdüse 134 in einer derartig schlanken, langgestreckten Form entlang einer Schnittrichtung sein, dass, wie in der vorgenannten zweiten Ausführungsform die Öffnungsbreite d_i fast gleich der Schnittbreite des zu schneidenden Objekts 122 ist und ihre Öffnungslänge länger als die Öffnungsbreite d_i ist.
Das Schneiden des zu schneidenden Objekts 122 mit einer Laserstrahlmaschine, die mit dem Laserstrahlbearbeitungskopf 121 der vorliegenden dritten Ausführungsform ausgestattet ist, beinhaltet die gleichen Aktionen und Effekte wie die in der vorgenannten Ausführungsform, weshalb eine detaillierte Beschreibung an dieser Stelle weggelassen wird.
In der vorliegenden dritten Ausführungsform ist der Aufbau der inneren Unterstützungsgasdüse 134 außerdem derart, dass der Öffnungsdurchmesser (Öffnungsbreite) d_i der spitzen Öffnung 134a fast gleich der Schnittbreite des zu schneidenden Objekts 122 ist und die spitze Seite der inneren Unterstützungsgasdüse 134 in Schnittrichtung geneigt ist. Auf diese Weise kann der größte Teil eines Unterstützungsgases, das von der inneren Unterstützungsgasdüse 134 ausgestoßen wird, in eine Schnittstelle 122a zugeführt werden. Zu dieser Zeit wird das Unterstützungsgas auf die Schnittstelle 122a aufgeblasen (die Stelle des Erschmelzens bei Bestrahlung mit den getrennten Laserstrahlen 126a, 126b) relativ quer zu der Schnittrichtung.
Auf diese Weise wird, falls das Unterstützungsgas einfach nach unten ausgestoßen wird, in einer Richtung in einem rechten Winkel zu der Schnittrichtung auf der Schnittstelle 122a, wie in 16 gezeigt, geschmolzenes Metall relativ gezwungen in einer Richtung entgegengesetzt zu der Schnittrichtung zu strömen, so dass eine wesentliche Dicke der zu schneidenden Platte größer wird als die tatsächliche Plattendicke T. Verglichen mit diesem Fall wird in der vorliegenden dritten Ausführungsform die Fähigkeit des Unterstützungsgases, geschmolzenes Metall zu entfernen, vergrößert, um das geschmolzene Metall leichter zum Herunterfließen zu bewegen (wegen der Fließschwierigkeiten des geschmolzenen Metalls in Richtung entgegengesetzt zu der Schnittrichtung). Wie in 9 gezeigt, wird daher die wesentliche dicke der Platte fast der tatsächlichen Plattendicke T, was in einer weiteren Zunahme der Schnitteigenschaften resultiert.
[Vierte Ausführungsform]
10 ist eine vertikale Schnittansicht, die einen Aufbau eines spitzen Abschnitts eines Laserstrahlbearbeitungskopfes gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Wie in 10 gezeigt, ist ein Laserstrahlbearbeitungskopf 121 gemäß der vorliegenden vierten Ausführungsform der Gleiche, wie der Laserstrahlbearbeitungskopf 121 der vorgenannten ersten Ausführungsform (siehe 1), außer den Aufbau einer inneren Unterstützungsgasdüse 134 betreffend, der später beschrieben wird. Daher wird auf eine detaillierte Beschreibung dieses gleichen Aufbaus an dieser Stelle verzichtet. Die Darstellung eines Tragsystems für die innere Unterstützungsgasdüse 134 ist auch weggelassen.
Wie 10 zeigt, ist bei dem Laserstrahlbearbeitungskopf 121 der vorliegenden vierten Ausführungsform, wie bei der zuvor erwähnten dritten Ausführungsform, eine spitze Seite der innerer. Unterstützungsgasdüse 134 in einer Schnittrichtung (10 zeigt die Schnittrichtung in Richtung eines Pfeils G) geneigt (Neigungswinkel θ).
In der dritten Ausführungsform ist die innere Unterstützungsgasdüse 134 an der äußeren Unterstütungsgasdüse 132 befestigt (Neigungswinkel θ ist fest).
In der vorliegenden vierten Ausführungsform kann der Neigungswinkel der inneren Unterstützungsgasdüse 134 andererseits unabhängig von einer Projektionsrichtung des Laserstrahls 126a, 126b variiert werden.
Konkret ist, wie in 10 gezeigt, ein Loch 136 mit einer vertikalen Breite w₂ größer als dem Durchmesser der inneren Unterstützungsgasdüse 134 in einer Seitenfläche der äußeren Unterstützungsgasdüse 132 ausgebildet. Die innere Unterstützungsgasdüse 134 ist in dieses Loch 136 eingeführt. Auf diese Weise kann die innere Unterstützungsgasdüse 134 in ihrem Neigungswinkel θ unabhängig von einem optischen Kondensorsystem 124 geändert werden und, wie durch eine zwei gepunktete Kettenlinie in 10 angedeutet, ohne durch die äußere Unterstützungsgasdüse 132 zurückgehalten zu werden.
Das heißt, das Laserlicht 126 ist durch ein optisches Trennungssystem 127 (siehe 4) in zwei getrennte Laserstrahlen 126a, 126b geteilt und die Innere Unterstützungsgasdüse 134 ist zwischen diesen getrennten Laserstrahlen 126a und 126b plaziert. Wegen dieses Aufbaus kann nur die innere Unterstützungsgasdüse 134 unabhängig von dem optischen Kondensorsystem 124 geneigt werden und, wie im vorliegenden vierten Ausführungsbeispiel, kann der Neigungswinkel θ der inneren Unterstützungsgasdüse 134 variiert werden.
Um den Neigungswinkel θ der inneren Unterstützungsgasdüse 134 zu variieren, ist eine Antriebsvorrichtung 137 wie beispielsweise ein Elektromotor, ein Hydraulikzylinder oder ein Pneumatikzylinder vorgesehen, und die innere Unterstützungsgasdüse 134 kann damit über einen geeigneten Verbindungsmechanismus mit einem Getriebe, einer Welle oder ähnlichem verbunden sein, und die Innere Unterstützungsgasdüse 134 kann durch die Antriebsvorrichtung 137 geschwenkt werden. Alternativ kann ein Bediener den Neigungswinkel θ der inneren Unterstützungsgasdüse 134 ändern.
Bei der Inneren Unterstützungsgasdüse 134 der vorliegenden vierten Ausführungsform ist, ähnlich der vorgenannten ersten Ausführungsform, ein Öffnungsdurchmesser (Öffnungsbreite) d_i einer spitzen Öffnung 134a fast gleich der Schnittbreite eines zu schneidenden Objekts 122. Natürlich kann die spitze Öffnung 134a der inneren Unterstützungsgasdüse 134 in einer derart schlanken, langgestreckten Form entlang einer Schnittrichtung sein, dass, wie in der vorgenannten dritten Ausführungsform, die Öffnungsbreite d_i fast gleich der Schnittbreite des zu schneidenden Objekts 122 ist und ihre Öffnungslänge größer als die Öffnungsbreite d_i ist.
In 10 bleibt das Loch 136, welches in die seitliche Oberfläche der äußeren Unterstützungsgasdüse 132 geformt ist, offen. So kann ein Teil des Unterstützungsgas, welches von einem Unterstützungsgasversorgungsrohr 133 eingeleitet wird, durch das Loch sickern. Aus diesem und anderen Gründen ist es wünschenswert das Loch 136 zu stopfen, wenn der Schutz des optischen Kondensorsystems 124 nicht vollständig gesichert ist, d. h. um das optische Kondensorsystem 124 verläßlich zu schützen, sollte der Spalt zwischen der inneren am Rand befindlichen Oberfläche des Lochs und der äußeren am Rand befindlichen Oberfläche der inneren Unterstützungsgasdüse 134 geschlossen werden. In diesem Fall kann der Spalt mit einem genügend flexiblen Material verschlossen werden, um nicht das Schwenken der inneren Unterstützungsgasdüse 134 zu behindern.
Zerschneiden des zu zerschneidenden Werkstücks 122 durch eine Laserstrahlmaschine, welche mit einem Laserstrahlbearbeitungskopf 121 in Form der vorliegenden vierten Ausführungsform ausgestattet ist, hat die gleichen Funktionen und Wirkungen, wie bei der bereits erwähnten ersten und dritten Ausführungsform, und die genaue Beschreibung wird demnach weggelassen.
Bei der vierten Ausführungsform kann jedoch außerdem der Neigungswinkel θ der inneren Unterstützungsgasdüse 134 verändert werden. Bei Durchführung von Versuchsschnitten mit diesem geänderten Neigungswinkel θ, kann beispielsweise ein optimaler Neigungswinkel θ angepaßt an Plattendicke, Material etc. des zu zerschneidenden Werkstücks ausgewählt werden. Im Vergleich mit der siebten Ausführungsform, steigt daher die Fähigkeit des Unterstützungsgas geschmolzenes Metall zu entfernen und die mögliche Plattenschnittdicke kommt näher an die tatsächliche Plattendicke T heran, wodurch eine weitere Steigerung der Schnittfähigkeit hervorgerufen wird.
[Fünfte Ausführungsform]
11 und 12 stellen beide senkrechte Schnittansichten dar, die die Anordnung eines spitzen Teils eines Laserstrahlbearbeitungskopfs nach der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen. Wie in 11 gezeigt, entspricht ein Laserstrahlbearbeitungskopf 121 nach der vorliegenden fünften Ausführungsform einem Laserstrahlbearbeitungskopf 121 nach der bereits erwähnten ersten Ausführungsform (vgl. 9), mit der Ausnahme, daß die Anordnung, welche die innere Unterstützungsgasdüse 134 betrifft später beschrieben wird. Daher wird eine genaue Beschreibung der gleichen Anordnung hier weggelassen. Eine Darstellung eines Unterstützungssystems der inneren Unterstützungsgasdüse 134 wird ebenfalls weggelassen.
Bei der erwähnten ersten Ausführungsform ist die innere Unterstützungsgasdüse 134 an einer äußeren Unterstützungsgasdüse 132 befestigt. Bei der vorliegenden fünften Ausführungsform können andererseits die relativen Positionen der inneren Unterstützungsgasdüse 134 und des zu zerschneidenden Werkstücks 122 (Abstand h zwischen dem vorderen Ende der inneren Unterstützungsgasdüse 134 und der Oberfläche des zu zerschneidenden Werkstücks 122) unabhängig von den relativen Positionen einer Brennposition f des optischen Kondensorsystems 124 und des zu zerschneidenden Werkstücks 122 (Abstand d₁ zwischen der Oberfläche des zu zerschneidenden Werkstücks 122 und der Brennposition f) geändert werden; oder es können die relativen Positionen der Brennposition f des optischen Kondensorsystems 124 und des zu zerschneidenden Werkstücks 122 unabhängig von den relativen Position der inneren Unterstützungsgasdüse 134 und des zu zerschneidenden Werkstücks 122 geändert werden.
Im Einzelnen wird, wie in 11 gezeigt, ein Loch 138, das eine senkrechte Breite w₃ aufweist, die größer als der äußere Durchmesser der inneren Unterstützungsgasdüse 134 ist, in die seitliche Oberfläche der äußeren Unterstützungsgasdüse 132 eingepaßt. Die innere Unterstützungsgasdüse 134 wird durch das Loch 138 eingeführt.
Auf diese Weise kann, wie es durch eine zwei gepunktete Kettenlinie angedeutet ist, die senkrechte Position der inneren Unterstützungsgasdüse 132 verändert werden, ohne daß sie hiervon von der äußeren Unterstützungsgasdüse 134 abgehalten wird, das heißt unabhängig von dem optischen Kondensorsystem 124, wobei die relativen Positionen der inneren Unterstützungsgasdüse 134 und des zu zerschneidenden Werkstücks 122 (Abstand h) verändert werden können. Alternativ wird, wie es in 12 mittels einer zwei gepunkteten. Kettenlinie angedeutet ist, die senkrechte Position des optischen Kondensorsystems 124 unabhängig von der inneren Unterstützungsgasdüse 134 verändert, wobei die relativen Positionen der Brennpunktposition f des optischen Kondensorsystems 124 und des zu zerschneidenden Werkstücks 122 (Abstand d_i) verändert werden können. 12 zeigt einen Fall, in dem der Abstand d_i verkleinert wurde.
Das heißt, das Laserlicht 126 wird durch ein optisches Trennsystem 127 (vgl. 4) in zwei getrennte Laserstrahlen 126a, 126b unterteilt, und die innere Unterstützungsgasdüse 134 wird zwischen diesen getrennten Laserstrahlen 126a und 126b platziert. Aufgrund dieser Anordnung kann nur die innere Unterstützungsgasdüse 134 unabhängig vom optischen Kondensorsystem 124 nach oben und unten bewegt werden; oder nur das optische Kondensorsystem 124 kann unabhängig von der inneren Unterstützungsgasdüse 134 nach oben und unten bewegt werden.
Um die innere Unterstützungsgasdüse 134 senkrecht zu bewegen, können eine Bewegungsvorrichtung 139, wie beispielsweise ein elektrischer Motor oder ein Zylinder, und die innere Unterstützungsgasdüse 134 miteinander über einen passenden Verbindungsmechanismus, bei dem ein Antriebsrad, eine Welle oder ähnliches verwendet wird, verbunden werden, und die innere Unterstützungsgasdüse 134 kann so senkrecht durch die Bewegungsvorrichtung 139 bewegt werden. Alternativ, kann die innere Unterstützungsgasdüse 134 auch per Hand senkrecht bewegt werden. Ebenso kann ein senkrechtes Bewegen des optischen Kondensorsystems 124 entweder durch eine Bewegungsvorrichtung 140, wie einen elektrischen Motor oder einen Zylinder, oder per Hand ausgeführt werden.
In diesem Fall, wenn nur die innere Unterstützungsgasdüse 134 nach oben bewegt wird oder nur das optische Kondensorsystem 124 nach oben bewegt wird, dann wird sich die innere Unterstützungsgasdüse 134 den getrennten Laserstrahlen 126s, 126b annähern. Um eine Interferenz zwischen der inneren Unterstützungsgasdüse 134 und den getrennten Laserstrahlen 126a, 126b zu vermeiden, ist es erforderlich den Abstand zwischen den getrennten Laserstrahlen 126a und 126b, oder dem äußeren Durchmesser der inneren Unterstützungsgasdüse 134 festzulegen.
Bei der inneren Unterstützungsgasdüse 135 der vorliegenden fünften Ausführungsform entspricht, wie auch bei der ersten Ausführungsform, der Öffnungsdurchmesser (Öffnungsbreite) d₁ des spitzen Endes 134a einer Schnittbreite w des zu zerschneidenden Werkstücks 122. Natürlich kann die spitze Öffnung 134a der inneren Unterstützungsdüse eine so schlanke lange Form entlang der Schnittrichtung (eine Richtung senkrecht zur Blattfläche der 11 und 12) haben, daß, wie bei der bereits erwähnten dritten Ausführungsform, die Öffnungsbreite d₁ nahezu der Schnittbreite w des zu zerschneidenden Werkstücks 122 entspricht, und ihre Öffnungslänge größer ist als die Öffnungsbreite d₁.
Bei den 11 und 12 bleibt das Loch 138, welches in die seitliche Oberfläche der äußeren Unterstützungsgasdüse 132 geformt ist, offen. So kann ein Teil des Unterstützungsgas, welches von dem Unterstützungsgasversorgungsrohr eingeleitet wird, durch das Loch 138 sickern. Aus diesem und anderen Gründen ist es wünschenswert das Loch 136 zu stopfen, wenn der Schutz des optischen Kondensorsystems 124 nicht vollständig gesichert ist, d. h., um das optische Kondensorsystem 124 verläßlich zu schützen, sollte der Spalt zwischen der inneren am Rand befindlichen Oberfläche des Lochs und der äußeren am Rand befindlichen Oberfläche der inneren Unterstützungsgasdüse 134 geschlossen werden. In diesem Fall kann der Spalt mit einem genügend flexiblen Material verschlossen werden, um nicht das Schwenken der inneren Unterstützungsgasdüse 134 oder das optische Kondensorsystem 124 zu behindern.
Zerschneiden des zu zerschneidenden Werkstücks 122 mittels einer Laserstrahlmaschine, welche mit einem Laserstrahlbearbeitungskopf 121 nach der vorliegenden fünften Ausführungsform ausgestattet ist, führt zu den gleichen Funktionen und Wirkungen wie die erste Ausführungsform, wodurch eine genaue Beschreibung hier weggelassen wird.
Bei der fünften Ausführungsform können außerdem die relativen Positionen der inneren Unterstützungsgasdüse 134 und des zu zerschneidenden Werkstücks 122 (Abstand h) unabhängig von den relativen Positionen der Brennpunktposition f des optischen Kondensorsystems 124 und des zu zerschneidenden Werkstücks 122 (Abstand d_i) verändert werden; oder es können die relativen Positionen der Brennpunktposition f des optischen Kondensorsystems 124 und des zu zerschneidenden Werkstücks 122 unabhängig von den relativen Positionen der inneren Unterstützungsgasdüse 134 und des zu zerschneidenden Werkstücks 122 geändert werden. Auf diese Weise werden die folgenden Wirkungen erzielt:
Die relativen Positionen der inneren Unterstützungsgasdüse 134 und des zu zerschneidenden Werkstücks 122 (Abstand h) können auf derart optimale Positionen eingestellt werden, ohne daß eine Veränderung der relativen Positionen der Brennpunktposition f des optischen Kondensorsystems 124 und des zu zerschneidenden Werkstücks 122 (Abstand d_f) herbeigeführt wird. Das heißt, daß die innere Unterstützungsgasdüse 134 so nah wie möglich an das zu zerschneidende Werkstück herangebracht werden kann, so daß eine Interferenz zwischen der inneren Unterstützungsgasdüse 134 und dem zu zerschneidenden Werkstück 122 vermieden werden kann. Dies steigert die Fähigkeit des Unterstützungsgas geschmolzenes Metall zu entfernen, wobei die Schnittfähigkeit zunimmt. Alternativ können die relativen Positionen der Brennpunktposition f des optischen Kondensorsystems 124 und des zu zerschneidenden Werkstücks 122 (Abstand d_f) entsprechend dem Material, der Dicke, etc. des zu zerschneidenden Werkstücks 122 auf optimale Positionen eingestellt werden, ohne daß eine Veränderung der relativen Positionen der inneren Unterstützungsgasdüse 134 und des zu zerschneidenden Werkstücks 122 (Abstand h) herbeigeführt wird. Dies ergibt ebenfalls eine Steigerung der Schnittfähigkeit.
Der Laserstrahlbearbeitungskopf der vorliegenden Erfindung ist nicht auf eine Laserstrahlmaschine, die einen YAG Lasergenerator verwendet, begrenzt, sondern kann auch bei Laserstrahlmaschinen mit anderen Lasergeneratoren verwendet werden.
Die innere Unterstützungsgasdüse 134 stellt in jeder der Ausführungsformen fünf bis neun eine gerade Düse dar, die einen spitzen Bereich L hat, deren innerer Durchmesser (d_i) konstant ist. Jedoch ist es nicht zwingend, daß der innere Durchmesser des spitzen Bereichs konstant ist, aber die Düse sollte eine etwas breitere spitze Seite haben. Eine solche Düse mit einem aufgeweiteten Abschnitt spitzen Abschnitt ist als divergente Düse bekannt. Wird die divergente Düse als innere Unterstützungsgasdüse 134 verwendet, kann die Strömungsgeschwindigkeit des Unterstützungsgas Schallgeschwindigkeit oder größeres sein.
Als eine Möglichkeit, die innere Unterstützungsgasdüse 134 zwischen den getrennten Laserstrahlen 126a und 126b zu plazieren, ist es denkbar, wie in 3 gezeigt, die Mitte des konkaven Dachspiegels 129 und die Mitte jeder Linse 128 des optischen Kondensorsystems 124 zu durchstechen und die innere Unterstützungsgasdüse 134 mit der geraden Form in die erzielten Löcher einzuführen. Allerdings ist in diesem Fall der entstandene Laserstrahlbearbeitungskopf aufgrund der Fertigung per Hand und so weiter teuer. Zudem ist das optische System dafür anfällig durch die innere Unterstützungsgasdüse 134 beschädigt zu werden. Im Hinblick auf diese Nachteile ist es empfehlenswert, die innere Unterstützungsgasdüse 134 durch die äußere Unterstützungsgasdüse einzufügen, und sie so, wie bereits bei den Ausführungsformen eins bis fünf beschrieben, zwischen den getrennten Laserstrahlen 126a und 126b an der für die getrennten Laserstrahlen 126a, 126b kondensierenden Stelle (die Laserlichtausgangsseite des optischen Kondensorsystems)zu plazieren.
Die Ausführungsformen fünf bis neun wurden bereits im Zusammenhang mit dem Schneiden eines Werkstücks beschreiben. Jedoch sind die Ausführungsformen fünf bis neun insbesondere wirkungsvoll, wenn sie beim Durchstechen eines Werkstücks verwendet werden. In diesem Fall wird die Öffnungsbreite (Öffnungsdurchmesser) d_i des spitzen Bereichs der inneren Unterstützungsgasdüse 134 nahezu dem Lochdurchmesser der zu durchstechenden Stelle des Werkstücks angepaßt.
Nach einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung weist der Laserstrahlbearbeitungskopf einer Laserstrahlmaschine zum Projizieren von Laserlicht auf ein Werkstück und auch zum Blasen eines Unterstützungsgas auf das Werkstück, um das Werkstück zu zerschneiden oder zu durchstechen, folgendes auf:
Ein optisches Trennsystem zum Teilen des Laserlichts in zumindest zwei getrennte Laserstrahlen und zum Schaffen von Abstand zwischen den getrennten Laserstrahlen;
Ein optisches Kondensorsystem zum Kondensieren der getrennten Laserstrahlen in kondensiertes Laserlicht und zum Projizieren des kondensierten Laserlichts auf eine Schnittstelle oder eine Durchtrennungsstelle auf einem Werkstück; und
Eine innere Unterstützungsgasdüse, welche zwischen den getrennten Laserstrahlen plaziert ist und eine Breite an der Öffnung des spitzen Bereichs aufweist, die nahezu der Schnittbreite der Schnittstelle oder eines Lochdurchmessers der Durchtrennungsstelle entspricht.
Auf diese Weise werden die folgenden Wirkungen erzielt:
Das Unterstützungsgas, welches von der inneren Unterstützungsgasdüse ausgestoßen wird, wird fast vollständig bei der Schnittstelle oder der Durchtrennungsstelle verbraucht, da der Öffnungsdurchmesser der inneren Unterstützungsgasdüse nahezu der Schnittbreite oder dem Lochdurchmesser entspricht. Mit anderen Worten, das Unterstützungsgas wird mit einem hohen Wirkungsgrad an der Schnittstelle oder der Durchtrennungsstelle verbraucht. Auf diese Weise kann die Menge an Unterstützungsgas, das der Schnittstelle oder der Durchtrennungsstelle zugeführt wird, im Vergleich zu früheren Technologien erheblich gesteigert werden. Darüber hinaus ist der Öffnungsdurchmesser der inneren Unterstützungsgasdüse so klein, daß die Düsengeschwindigkeit des Unterstützungsgas, das von der inneren Unterstützungsgasdüse ausgestoßen wird, viel höher wird als bei früheren Technologien. Der Gasdruck kann also ohne eine Beschränkung, die die Druckwiderstandskraft der optischen Teile auferlegt, erhöht werden. Aufgrund dieser Vorteile wird die kinetische Energie des Unterstützungsgas, welches an der Schnittstelle oder Durchtrennungsstelle verbraucht wird, groß. Auf diese Weise wird die Fähigkeit des Unterstützungsgas, geschmolzenes Metall zu entfernen, erheblich erhöht und die Schnittfähigkeit und Durchtrennungsfähigkeit erheblich verbessert.
Nach einem anderen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung, weist ein Laserstrahlbearbeitungskopf einer Laserstrahlmaschine zum Projizieren von Laserlicht auf ein Werkstück und auch zum Blasen von Unterstützungsgas auf ein Werkstück, um dieses zu zerschneiden, folgendes auf:
Ein optisches Trennsystem zum Teilen des Laserlichts in zwei getrennte Laserstrahlen und zum Schaffen eines Abstands zwischen den getrennten Laserstrahlen;
Ein optisches Kondensorsystem zum Kondensieren der getrennten Laserstrahlen in kondensiertes Laserlicht und zum Projizieren des kondensierten Laserlichts auf eine Schnittstelle eines Werkstücks; und
Eine innere Unterstützungsgasdüse, welche zwischen den Laserstrahlen plaziert ist, und eine Breite einer Öffnung eines spitzen Bereichs der inneren Unterstützungsgasdüse, die nahezu einer Breite der Schnittstelle entspricht, und eine Länge der Öffnung des spitzen Bereichs aufweist, die größer ist als die Breite des Öffnung.
Hierdurch werden folgende Wirkungen erzielt:
Die spitze Öffnung der inneren Unterstützungsgasdüse hat eine derart schmale Form, daß die Öffnungsbreite nahezu der Schnittbreite des zu zerschneidenden Werkstücks entspricht, und daß ihre Öffnungslänge größer als ihre Öffnungsbreite ist. Auf diese Weise kann ein Großteil des Unterstützungsgas, welches von der inneren Unterstützungsgasdüse ausgestoßen wird, an der Schnittstelle verbraucht werden. Außerdem wird der Fließbereich gesteigert, so daß Fließgeschwindigkeit des Unterstützungsgas, welches von der inneren Unterstützungsgasdüse ausgestoßen wird (und an der Schnittstelle verbraucht wird) gesteigert werden kann. In kürze hat dieser Gesichtspunkt der Erfindung zu Folge, daß das Unterstützungsgas wirkungsvoll an der Schnittstelle verbraucht werden kann die Ausstoßgeschwindigkeit des Unterstützungsgas erhöht werden kann, und die Ausstoßfließgeschwindigkeit des Unterstützungsgas zunimmt. Auf diese Weise wird die Fähigkeit des Unterstützungsgas geschmolzenes Metall zu entfernen weiter gesteigert. Folglich nimmt auch die Schnittfähigkeit zu.
Nach einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung weist ein Laserstrahlbearbeitungskopf einer Laserstrahlmaschine zum Projizieren von Laserlicht auf ein Werkstück und auch zum Blasen von Unterstützungsgas auf ein, Werkstück, um dieses zu zerschneiden, folgendes auf:
Ein optisches Trennsystem zum Teilen des Laserlichts in zwei getrennte Laserstrahlen und zum Schaffen eines Abstands zwischen den getrennten Laserstrahlen;
Ein optisches Kondensorsystem zum Kondensieren der getrennten Laserstrahlen in kondensiertes Laserlicht und zum Projizieren des kondensierten Laserlichts auf eine Schnittstelle eines Werkstücks; und
Eine innere Unterstützungsgasdüse, welche zwischen den Laserstrahlen plaziert ist und eine Breite einer Öffnung eines spitzen Bereichs der inneren Unterstützungsgasdüse, die nahezu einer Breite der Schnittstelle entspricht, und eine spitze Seite aufweist, welche sich in die Schnittrichtung neigt.
Auf diese Weise werde folgende Wirkungen erzielt:
Die Anordnung der inneren Unterstützungsgasdüse ist derart, daß die Öffnungsbreite der spitzen Öffnung nahezu der Schnittbreite des zu zerschneidenden Werkstücks entspricht, und die spitze Seite der inneren Unterstützungsgasdüse sich in die Schnittrichtung neigt. Auf diese Weise kann ein Großteil des Unterstützungsgas, welches von der inneren Unterstützungsgasdüse ausgestoßen wird, an der Schnittstelle verbraucht werden. Zu diesem Zeitpunkt wird das Unterstützungsgas relativ schräg zur Schnittrichtung auf die Schnittstelle (die Schmelzstelle bei Aufstrahlung der getrennten Laserstrahlen) geblasen. Auf diese Weise wird die Fähigkeit des Unterstützungsgas geschmolzenes Metall zu entfernen verbessert, um es so dem geschmolzenen Metall zu erleichtern herunter zu fließen (da der Fluß des geschmolzenen Metalls in die entgegengesetzte Richtung zur Schnittrichtung schwierig ist). Deswegen kommt die wesentliche Dicke der zu zerschneidenden Platte der tatsächlichen Plattendicke nahe, was zu einer weiteren Steigerung der Schnittfähigkeit führt.
Nach einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist der Laserstrahlbearbeitungskopf entsprechend der vorangegangenen Gesichtspunkte der Erfindung so gestaltet, daß ein Neigungswinkel der inneren Unterstützungsgasdüse unabhängig von der Projektionsrichtung des Laserlichts verändert werden kann.
Hierdurch werden folgende Wirkungen erzielt:
Der Neigungswinkel der inneren Unterstützungsgasdüse kann verändert werden. Bei der Durchführung eines Versuchsschnitts mit einem veränderten Winkel kann, beispielsweise ein optimaler Neigungswinkel entsprechend der Plattendicke, des Material etc. des zu zerschneidenden Werkstücks gewählt werden. Daher steigt die Fähigkeit des Unterstützungsgas geschmolzenes Metall zu entfernen weiter, und die wesentliche Plattenschnittdicke nähert sich der tatsächlichen Plattendicke an, was ebenfalls zu einer Zunahme der Schnittfähigkeit führt.
Nach einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung weist ein Laserstrahlbearbeitungskopf einer Laserstrahlmaschine zum Projizieren von Laserlicht auf ein Werkstück und auch zum Blasen von Unterstützungsgas auf ein Werkstück, um dieses zu zerschneiden, folgendes auf:
Ein optisches Trennsystem zum Teilen des Laserlichts in zwei getrennte Laserstrahlen und zum Schaffen eines Abstands zwischen den getrennten Laserstrahlen;
Ein optisches Kondensorsystem zum Kondensieren der getrennten Laserstrahlen in kondensiertes Laserlicht und zum Projizieren des kondensierten Laserlichts auf eine Schnittstelle oder auf eine Durchtrennungsstelle eines Werkstücks; und
Eine innere Unterstützungsgasdüse, welche innerhalb des Laserstrahlbearbeitungskopfs nach dem vorangegangenem Gesichtspunkt der Erfindung plaziert ist, und so gestaltet ist, daß der Neigungswinkel der inneren Unterstützungsgasdüse unabhängig von der Projektionsrichtung des Laserlichts verändert werden kann.
Hierdurch werden folgende Wirkungen erzielt:
Der Neigungswinkel der inneren Unterstützungsgasdüse kann verändert werden. Bei Durchführung eines Versuchsschnitts mit einem veränderten Winkel kann beispielsweise ein optimaler Neigungswinkel entsprechend der Plattendicke, dem Material etc. des zu zerschneidenden Werkstücks gewählt werden. Daher steigt die Fähigkeit des Unterstützungsgas geschmolzenes Material zu entfernen, und die wesentliche Plattenschnittdicke nähert sich der tatsächlichen Plattendicke an, was ebenfalls zu einer Zunahme der Schnittfähigkeit führt.
Nach einem anderen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung weist ein Laserstrahlbearbeitungskopf einer Laserstrahlmaschine zum Projizieren von Laserlicht auf ein Werkstück, um dieses zu zerschneiden oder zu durchstechen, folgendes auf:
Ein optisches Trennsystem zum Trennen des Laserlichts in zwei getrennte Laserstrahlen und zum Schaffen eines Abstands zwischen des getrennten Laserstrahlen;
Ein optisches Kondensorsystem zum Kondensieren der getrennten Laserstrahlen in kondensiertes Laserlicht und zum Projizieren des kondensierten Laserlichts auf eine Schnittstelle oder Durchtrennungsstelle auf dem Werkstück; und
Eine innere Unterstützungsgasdüse, welche zwischen den getrennten Laserstrahlen plaziert ist und eine Breite einer Öffnung an einem spitzen Teil der inneren Unterstützungsgasdüse aufweist, die nahezu der Schnittbreite der Schnittstelle oder des Lochdurchmessers der Durchtrennungsstelle entspricht, wobei:
Relative Positionen der inneren Unterstützungsgasdüse und des Werkstücks unabhängig von relativen Positionen einer Brennpunktposition des optischen Kondensorsystems und des Werkstücks verändert werden können; oder die relativen Positionen der Brennpunktposition des optischen Kondensorsystems oder des Werkstücks unabhängig von den relativen Positionen der inneren Unterstützungsgasdüse und des Werkstücks verändert werden können.
Hierdurch werden folgende Wirkungen erzielt:
Die relativen Positionen der inneren Unterstützungsgasdüse und des Werkstücks können auf optimale Positionen eingestellt werden, ohne Veränderungen in den relativen Positionen des optischen Kondensorsystems oder des Werkstücks herbeizuführen. Das heißt, das die innere Unterstützungsgasdüse so nah wie möglich an das Werkstück herangebracht werden kann, wobei gleichzeitig gegenseitige Beeinflussungen zwischen der inneren Unterstützungsgasdüse und dem Werkstück vermieden werden können. Dies erhöht die Fähigkeit des Unterstützungsgas geschmolzenes Metall zu entfernen, und steigert dadurch die Maschinenfähigkeit. Alternativ, können die relativen Positionen der Brennpunktposition des optischen Kondensorsystems und des Werkstücks entsprechend dem Material, der Dicke etc. des Werkstücks auf optimale Positionen eingestellt werden, ohne Veränderungen in den Relativen Positionen der inneren Unterstützungsgasdüse oder des Werkstücks herbeizuführen.
Dies führt ebenfalls zu einer Steigerungen der Maschinenfähigkeit.
Nach einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist in dem Laserstrahlbearbeitungskopf nach den Gesichtspunkten sechs, sieben, acht, neun und zehn der Erfindung, ein äußeres Unterstützungsgas an der Ausgangsseite des optischen Kondensorsystems derart vorgesehen, daß es die getrennten Laserstrahlen, die von dem optischen Kondensorsystem ausgestrahlt werden, umgibt und das Unterstützungsgas ebenfalls aus einer spitzen Öffnung der äußeren Unterstützungsgasdüse ausgestoßen wird.
Hierdurch werden folgende Wirkungen erzielt:
Da die äußere Unterstützungsgasdüse vorgesehen ist und auch Unterstützungsgas aus dieser äußeren Unterstützungsgasdüse ausgestoßen wird, ist der Schutz des optischen Kondensorsystems gesichert.
Die hier beschriebene Erfi ndung kann offensichtlich auf viele Arten verändert werden, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen, der in den folgenden Ansprüchen festgelegt wird.

Claims

Laserstrahlbearbeitungskopf (121) einer Laserstrahlmaschine zum Projizieren von Laserlicht auf ein Werkstück (122) und auch zum Aufblasen von Unterstützungsgas (Q1T, Q2T) auf das Werkstück (122), um das Werkstück (122) zu Schneiden oder zu durchbohren, welcher folgendes aufweist: ein optisches Trennsystem zum Trennen des Laserlichts in zumindest zwei getrennten Laserstrahlen ( 126a, 126b), und zum zur Verfügung stellen von einem Abstand zwischen den getrennten Laserstrahlen; ein optisches Kondensorsystem (124) zum Konzentrieren der getrennten Laserstrahlen (126a, 126b) in konzentriertes Laserlicht, und zum Projizieren des konzentrierten Laserlichts auf eine Schnittstelle oder eine Durchbohrungsstelle des Werkstücks (122); dadurch gekennzeichnet, dass eine innere Unterstützungsgasdüse (134) zwischen den getrennten Laserstrahlen (126a, 126b) plaziert ist, wobei während der Benutzung die Breite der Öffnung eines spitzen Abschnitts der Düse (134) für ein inneres Unterstütungsgas fast gleich der Schnittbreite der Schneidstelle/oder dem Lochdurchmesser der Durchtrennungsstelle ist.
Laserstrahlbearbeitungskopf einer Laserstrahlmaschine gemäß Patentanspruch 1, wobei: eine Länge der Öffnung des spitzen Abschnitts größer als die Breite der Öffnung ist.
Laserstrahlbearbeitungskopf einer Laserstrahlmaschine gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche, wobei: eine spitzen Seite der inneren Unterstützungsgasdüse (134) in Schnittrichtung geneigt ist.
Laserstrahlbearbeitungskopf nach Patentanspruch 3, wobei: der Neigungswinkel der inneren Unterstützungsgasdüse (134) unabhängig von einer Projektionsrichtung des Laserlichts variiert werden kann.
Laserstrahlbearbeitungskopf einer Laserstrahlmaschine gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche, wobei: relative Positionen der inneren Unterstützungsgasdüse (134) und des Werkstücks (122) unabhängig von den relativen Positionen einer Brennpunktposition des optischen Kondensorsystem (124) und des Werkstücks (122) variiert werden können; oder wobei die relativen Positionen der Brennpunktposition des optischen Kondensorsystems (124) und des Werkstücks (122) unabhängig von den relativen Positionen der inneren Unterstützungsgasdüse (134) und dem Werkstück (122) variiert werden können.
Laserstrahlbearbeitungskopf einer Laserstrahlmaschine gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche, wobei: eine äußere Unterstützungsgasdüse an einer Ausgangsseite des optischen Kondensorsystems (124) vorgesehen ist, um die getrennten Laserstrahlen (126a, 126b), die von dem optischen Kondensorsystem (124) ausgehen, zu umgeben, und wobei das Unterstützungsgas auch durch eine spitzen Öffnung der äußeren Unterstützungsgasdüse ausgestoßen wird.