JP2002192374A - レーザ加工ヘッド - Google Patents

レーザ加工ヘッド

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JP2002192374A
JP2002192374A JP2000390023A JP2000390023A JP2002192374A JP 2002192374 A JP2002192374 A JP 2002192374A JP 2000390023 A JP2000390023 A JP 2000390023A JP 2000390023 A JP2000390023 A JP 2000390023A JP 2002192374 A JP2002192374 A JP 2002192374A
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JP
Japan
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nozzle
laser beam
gas
bases
laser processing
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JP2000390023A
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Inventor
Akira Sugawara
彰 菅原
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Sumitomo Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Heavy Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 大きな運動量を有するスパッタによる光学系
の汚染を防止することが可能なレーザ加工ヘッドを提供
する。 【解決手段】 レンズによって収束されたレーザビーム
の光路の側方に、少なくとも2つのノズルベース15
A,15B,15Cが配置されている。2つのノズルベ
ースは、収束されたレーザビーム10の光軸方向に関し
て相互に異なる位置に配置されている。ノズルベースの
各々は、レーザビームの光路に向かってガスを噴出する
スリット状のノズル16A,16B,16Cを有する。
2つのノズルは、相互に平行に配置されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ加工ヘッド
に関し、特にレーザ加工時に発生するスパッタ、ヒュー
ム等がレーザ加工ヘッドの光学系に付着することを防止
するためのガス流を発生させるレーザ加工ヘッドに関す
る。
【従来の技術】図4に、従来のレーザ加工ヘッドの断面
図を示す。ノズル51の内部に、レーザビーム52を収
束させるレンズ53が配置されている。レンズ53によ
り、加工対象物54の表面上にレーザビーム52が集光
される。レーザビームの持つ熱エネルギにより、溶融、
切断等の加工が行われる。レーザ加工の際、加工部の酸
化を防止するために、通常、加工対象物54の表面をシ
ールドボックス55で覆い、加工部の周囲を非酸化性雰
囲気にしている。例えば、シールドボックス55内に不
活性ガス55a等が導入される。ノズル51の先端近傍
に、ガス噴出ノズル58が配置されている。レーザ加工
によって発生したスパッタ及びヒュームは、ガス噴出ノ
ズル58から噴出したガス流によって進行方向を変えら
れる。このため、スパッタ及びヒュームがノズル51内
に侵入することを防止することができる。
【発明が解決しようとする課題】図4に示したレーザ加
工ヘッドでは、大きな運動量を有するスパッタがノズル
51内に侵入し、レンズ53に付着する場合がある。本
発明の目的は、大きな運動量を有するスパッタによる光
学系の汚染を防止することが可能なレーザ加工ヘッドを
提供することである。
【課題を解決するための手段】本発明の一観点による
と、レーザビームを収束させるレンズと、前記レンズに
よって収束されたレーザビームの光路の側方に配置され
た少なくとも2つのノズルベースであって、該2つのノ
ズルベースが、収束された前記レーザビームの光軸方向
に関して相互に異なる位置に配置され、該ノズルベース
の各々が、該レーザビームの光路に向かってガスを噴出
するスリット状のノズルを有し、該ノズルが相互に平行
に配置されている前記ノズルベースとを有するレーザ加
工ヘッドが提供される。2つのノズルから噴出されたガ
スが、2層のカーテン状のガス流を形成する。ノズルが
相互に平行に配置されているため、2層のガス流の向き
はほぼ平行になる。このため、加工対象物からレンズに
向かって飛散するスパッタ等を効率的に吹き飛ばし、レ
ンズ等の汚染を防止することができる。
【発明の実施の形態】図1に、本発明の実施例によるレ
ーザ加工ヘッドの正面図を示す。レンズホルダ1内に、
レンズ2が保持されている。レンズ2は、レーザビーム
10を収束させ、収束ビーム11を得る。収束ビーム1
1の光路と交わるように、保護ガラス板3が配置されて
いる。収束ビーム11の集光点に、加工対象物12が保
持される。収束ビーム11の側方に、第1段、第2段、
及び第3段ノズルベース15A、15B及び15Cが配
置されている。第1段ノズルベース15A、第2段ノズ
ルベース15B、及び第3段ノズルベース15Cは、収
束ビーム11の伝搬方向に平行に、かつレンズ2の方へ
向かってこの順番に配列している。ノズルベース15A
〜15Cは、それぞれスリット状のノズル16A〜16
Cを有する。ノズル16A〜16Cは、収束ビーム11
の光軸に対して垂直な平面に平行に、かつ相互に平行に
配置されている。図1においては、すべてのノズル16
A〜16Cの長手方向が、紙面に垂直になるように配置
されている。ノズルベース15A〜15Cの内部に、そ
れぞれノズル16A〜16Cに連通する空洞17A〜1
7Cが形成されている。ガス供給管18Cが、第3段ノ
ズルベース15Cに接続されている。ガス供給管18C
を通して、第3段ノズルベース15C内の空洞17C
に、空気等のガスが供給される。空洞17C内に導入さ
れたガスは、スリット状のノズル16Cから収束ビーム
11の光路に向かって噴き出す。ノズル16Cから噴き
出したガスは、収束ビーム11と交差するカーテン状の
ガス流を形成する。第1段ノズルベース15A及び第2
段ノズルベース15Bにも、それぞれガス供給管18A
及び18Bが接続されている。第1段ノズル16A及び
第2段ノズル16Bから噴き出したガスも、収束ビーム
11と交差するカーテン状のガス流を形成する。第1段
ノズル16Aから噴出したガス流と第2段ノズル16B
から噴出したガス流との間に、仕切板20Bが配置さ
れ、第2段ノズル16Bから噴出したガス流と第3段ノ
ズル16Cから噴出したガス流との間に、仕切板20C
が配置されている。また、第1段ノズル16Aから噴出
したガス流の加工対象物12側にも、仕切板20Aが配
置され、第3段ノズル16Cから噴出したガス流の保護
ガラス板3側にも、仕切板20Dが配置されている。仕
切板20B及び20Cが配置されているため、相互に隣
接するガス流間の干渉を防止することができる。各仕切
板20A〜20Dには、それぞれ収束ビーム11の通過
する位置に貫通孔21A〜21Dが設けられている。各
貫通孔21A〜21Dの縁は、当該貫通孔の位置におけ
る収束ビーム11の円錐面よりもやや外側に位置する。
すなわち、貫通孔は、加工対象物12に近づくに従って
小さくなっている。仕切板20A〜20Dは、4本のボ
ルト30A〜30D(図1には、2本のボルト30A及
び30Bのみが現れている。他のボルトについては図2
を参照して後述する。)により、レンズホルダ1に固定
されている。仕切板20A〜20Dの間隔はスペーサ3
1により確保されている。図2に、図1の一点鎖線A2
−A2における平断面図を示す。図1は、図2の一点鎖
線A1−A1における断面図に相当する。空洞17C
が、スリット状のノズル16Cに沿って延在する。図1
に示した空洞17A及び17Bも、同様にスリット16
A及び16Bに沿って延在している。収束ビームの光軸
に平行な方向(図2において、紙面に垂直な方向)に沿
って見たとき、ガス供給管18A〜18Cが、それぞれ
ノズルベース15A〜15Cに、相互に異なる位置で結
合している。このため、ノズルベース15A〜15C
が、収束ビームの光軸方向に近接して配置される場合で
あっても、空間的に余裕をもってガス供給管18A〜1
8Cを、それぞれノズルベース15A〜15Cに接続す
ることができる。また、ノズルベース15A〜15C内
の空洞17A〜17Cが、スリット16A〜16Cに沿
って延在しているため、ガス供給管18A〜18Cの結
合位置がずれている場合であっても、スリット状のノズ
ル16A〜16Cを、相互にほぼ並行に配置することが
できる。これにより、3つのノズル16A〜16Cか
ら、ガスを同一方向に噴出させることができる。ノズル
16A〜16Cから噴出したガス流の両脇に、仕切板2
0A〜20Dを固定するためのボルト30A〜30Dが
配置されている。一対のボルト30Aと30Cとがガス
流を挟み、他の一対のボルト30Bと30Dとがガス流
を挟む。一対のボルトの間の距離は、ノズル16A〜1
6Cの長さよりも長い。このため、ノズル16A〜16
Cから噴出したガスが、ボルト30A〜30Dに遮られ
ることなく、流れることができる。図3に、図1及び図
2に示したレーザ加工ヘッドの正面図を示す。仕切板2
0A〜20Dが、ボルト30A及び30Bでレンズホル
ダ1に固定されている。仕切板の間に、スリット状のノ
ズル16A〜16Cが見える。シールドガス用パイプ4
0が、レンズホルダ1に取り付けられている。シールド
ガス用パイプ40は、加工対象物12の加工点の近傍
に、シールドガス、例えば窒素ガスを吹き付ける。シー
ルドガスは、加工部を冷却するとともに、加工部の酸化
を防止する。上記実施例によるレーザ加工ヘッドにおい
ては、図1に示したように、第1段〜第3段ノズル16
A〜16Cにより、加工対象物12と保護ガラス板3と
の間に3層のガス流が形成される。第1段〜第3段ノズ
ル16A〜16Cが、相互にほぼ平行に配置されている
ため、この3層のガス流の向きはほぼ平行になる。この
ため、加工部から飛散するスパッタやヒュームに加わる
外力の向きが揃う。これにより、スパッタやヒュームを
効率よく吹き飛ばし、保護ガラス板3等の光学部材が汚
染されることを防止することができる。以上実施例に沿
って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限される
ものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ
等が可能なことは当業者に自明であろう。
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
加工部から飛散するスパッタ等を吹き飛ばすためのガス
流が多段構成とされ、かつこれらのガス流の向きが揃っ
ている。このため、スパッタ等を効率よく吹き飛ばすこ
とができる。これにより、光学部材の汚染を防止するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例によるレーザ加工ヘッドの断面
図である。
【図2】本発明の実施例によるレーザ加工ヘッドの平断
面図である。
【図3】本発明の実施例によるレーザ加工ヘッドの正面
図である。
【図4】従来のレーザ加工ヘッドの断面図である。
【符号の説明】
1 レンズホルダ 2 レンズ 3 保護ガラス板 10 レーザビーム 11 収束ビーム 12 加工対象物 15A〜15C ノズルベース 16A〜16C ノズル 17A〜17C 空洞 18A〜18C ガス供給管 20A〜20D 仕切板 21A〜21D 貫通孔 30A〜30D ボルト 31 スペーサ 40 シールドガス用パイプ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 レーザビームを収束させるレンズと、 前記レンズによって収束されたレーザビームの光路の側
    方に配置された少なくとも2つのノズルベースであっ
    て、該2つのノズルベースが、収束された前記レーザビ
    ームの光軸方向に関して相互に異なる位置に配置され、
    該ノズルベースの各々が、該レーザビームの光路に向か
    ってガスを噴出するスリット状のノズルを有し、該ノズ
    ルが相互に平行に配置されている前記ノズルベースとを
    有するレーザ加工ヘッド。
  2. 【請求項2】 前記ノズルベースの各々が、スリット状
    のノズルに沿って延在する空洞を有し、 さらに、前記ノズルベースの各々に対応して配置され、
    対応するノズルベースの空洞内にガスを導入するガス供
    給管であって、前記レーザビームの光軸に平行な方向に
    沿って見たとき、複数のガス供給管が、対応するノズル
    ベースの空洞に相互に異なる位置で結合している請求項
    1に記載のレーザ加工ヘッド。
  3. 【請求項3】 さらに、前記2つのノズルベースから噴
    出した2つのガス流の間に配置され、前記レンズで収束
    されたレーザビームの通過する位置に貫通孔が設けられ
    ている仕切板を有する請求項1または2に記載のレーザ
    加工ヘッド。
  4. 【請求項4】 さらに、前記ノズルベースから噴出した
    ガス流の両脇において、前記仕切板を前記ホルダに固定
    する少なくとも一対の仕切板固定部材であって、該一対
    の仕切板固定部材の間の距離が、前記ノズルベースのス
    リット状ノズルの長さよりも長い請求項3に記載のレー
    ザ加工ヘッド。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090266803A1 (en) * 2006-03-28 2009-10-29 Eos Gmbh Electro Optical Systems Process Chamber and Method for Processing a Material by a Directed Beam of Electromagnetic Radiation, in Particular for a Laser Sintering Device
US20210138585A1 (en) * 2019-11-13 2021-05-13 Fanuc Corporation Laser welding apparatus

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090266803A1 (en) * 2006-03-28 2009-10-29 Eos Gmbh Electro Optical Systems Process Chamber and Method for Processing a Material by a Directed Beam of Electromagnetic Radiation, in Particular for a Laser Sintering Device
US8895893B2 (en) 2006-03-28 2014-11-25 Eos Gmbh Electro Optical Systems Process chamber and method for processing a material by a directed beam of electromagnetic radiation, in particular for a laser sintering device
US20210138585A1 (en) * 2019-11-13 2021-05-13 Fanuc Corporation Laser welding apparatus
US11904407B2 (en) * 2019-11-13 2024-02-20 Fanuc Corporation Laser welding apparatus

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