JP2003200285A - Ｙａｇレーザ加工ヘッド - Google Patents
Ｙａｇレーザ加工ヘッドInfo
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- JP2003200285A JP2003200285A JP2001399970A JP2001399970A JP2003200285A JP 2003200285 A JP2003200285 A JP 2003200285A JP 2001399970 A JP2001399970 A JP 2001399970A JP 2001399970 A JP2001399970 A JP 2001399970A JP 2003200285 A JP2003200285 A JP 2003200285A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】小型に構成することのできるＹＡＧレーザ加工
装置の加工ヘッドを提供する。 【解決手段】ＹＡＧレーザ溶接ヘッド１は、基部外筒１
０の先端に結像光学系を保持するレンズ保持筒２０が接
続されると共に、その先端にノズル３０が螺合装着され
て一体に構成され、光ファイバーケーブル２によって伝
送されたレーザー光が結像光学系によって所定位置に結
像して溶接作用すると同時に、光ファイバーケーブル２
の内部を通して供給されるシードガスが内部を通ってノ
ズルチップ４０先端から噴出し、当該溶接ヘッド１を冷
却して溶接作用部位を覆うように構成されている。
装置の加工ヘッドを提供する。 【解決手段】ＹＡＧレーザ溶接ヘッド１は、基部外筒１
０の先端に結像光学系を保持するレンズ保持筒２０が接
続されると共に、その先端にノズル３０が螺合装着され
て一体に構成され、光ファイバーケーブル２によって伝
送されたレーザー光が結像光学系によって所定位置に結
像して溶接作用すると同時に、光ファイバーケーブル２
の内部を通して供給されるシードガスが内部を通ってノ
ズルチップ４０先端から噴出し、当該溶接ヘッド１を冷
却して溶接作用部位を覆うように構成されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＹＡＧレーザ発振
装置から光ファイバーケーブルを介して伝送されるレー
ザー光を結像光学系を介して加工対象部位に結像照射し
て溶接等の加工を行うＹＡＧレーザ加工ヘッドに関す
る。
装置から光ファイバーケーブルを介して伝送されるレー
ザー光を結像光学系を介して加工対象部位に結像照射し
て溶接等の加工を行うＹＡＧレーザ加工ヘッドに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】ＹＡＧレーザは、効率が良く高出力が得
られると共に光ファイバーで伝送できるといった特徴を
有しており、精密部品加工等に多く用いられていたが、
近時、高出力化の進展によって鋼板の切断や溶接が可能
となったため、自動車工業や重機械工業にも用いられる
ようになっている。
られると共に光ファイバーで伝送できるといった特徴を
有しており、精密部品加工等に多く用いられていたが、
近時、高出力化の進展によって鋼板の切断や溶接が可能
となったため、自動車工業や重機械工業にも用いられる
ようになっている。
【０００３】このような高出力のＹＡＧレーザ加工装置
は、ＹＡＧレーザ発振器からレーザを光ファイバーケー
ブルで加工ヘッドに導き、加工ヘッドに備えられた結像
光学系によって結像させて、その結像位置で切断や溶接
等の加工を行うように構成されている。
は、ＹＡＧレーザ発振器からレーザを光ファイバーケー
ブルで加工ヘッドに導き、加工ヘッドに備えられた結像
光学系によって結像させて、その結像位置で切断や溶接
等の加工を行うように構成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、高出力のＹ
ＡＧレーザを用いる加工ヘッドでは、レーザの熱によっ
て結像光学系を構成する結像レンズに熱歪みを生じて結
像性能が劣化するため、最大出力とその作業時間に基づ
いて、空冷，水冷等の流体による冷却手段を備えると共
に熱歪みによる影響が相対的に無視し得る程度に小さく
なるように結像レンズを大径化することで対応してい
た。
ＡＧレーザを用いる加工ヘッドでは、レーザの熱によっ
て結像光学系を構成する結像レンズに熱歪みを生じて結
像性能が劣化するため、最大出力とその作業時間に基づ
いて、空冷，水冷等の流体による冷却手段を備えると共
に熱歪みによる影響が相対的に無視し得る程度に小さく
なるように結像レンズを大径化することで対応してい
た。
【０００５】しかし、その結果、加工ヘッドが大型化し
て狭隘部の加工箇所に適用できないという問題があっ
た。また、連続溶接を行う加工ヘッドの場合では、シー
ルドガスの供給手段も必要となり、更に大型化する。
て狭隘部の加工箇所に適用できないという問題があっ
た。また、連続溶接を行う加工ヘッドの場合では、シー
ルドガスの供給手段も必要となり、更に大型化する。
【０００６】本発明は、上記解決課題に鑑みてなされた
ものであって、小型に構成することのできるＹＡＧレー
ザ加工装置の加工ヘッドの提供を目的とする。
ものであって、小型に構成することのできるＹＡＧレー
ザ加工装置の加工ヘッドの提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明のＹＡＧレーザ加工ヘッドは、ＹＡＧレーザ発振装置
から光ファイバーケーブルを介して伝送されるレーザー
光を結像光学系を介して加工対象部位に結像照射して加
工を行うＹＡＧレーザ加工ヘッドであって、前記光ファ
イバーケーブルの射出端部を保持する接続保持部と、前
記結像光学系を保持する光学系保持部と、先端ノズル部
と、が直列に結合されると共に、前記接続保持部から前
記結像光学系を通って前記先端ノズル部に至るガス流路
が形成され、前記光ファイバーケーブルを介して供給さ
れるシールドガスが前記先端ノズル部から噴出するよう
に構成されていることを特徴とする。
明のＹＡＧレーザ加工ヘッドは、ＹＡＧレーザ発振装置
から光ファイバーケーブルを介して伝送されるレーザー
光を結像光学系を介して加工対象部位に結像照射して加
工を行うＹＡＧレーザ加工ヘッドであって、前記光ファ
イバーケーブルの射出端部を保持する接続保持部と、前
記結像光学系を保持する光学系保持部と、先端ノズル部
と、が直列に結合されると共に、前記接続保持部から前
記結像光学系を通って前記先端ノズル部に至るガス流路
が形成され、前記光ファイバーケーブルを介して供給さ
れるシールドガスが前記先端ノズル部から噴出するよう
に構成されていることを特徴とする。
【０００８】また、上記接続保持部と光学系保持部の距
離が、スペーサーを介装する等の調整手段によって可変
調整可能に構成され、前記調整手段による前記接続保持
部と光学系保持部の距離調整によってレーザー光の結像
径を変更可能に構成されていることを特徴とする。
離が、スペーサーを介装する等の調整手段によって可変
調整可能に構成され、前記調整手段による前記接続保持
部と光学系保持部の距離調整によってレーザー光の結像
径を変更可能に構成されていることを特徴とする。
【０００９】更に、上記接続保持部と光学系保持部及び
先端ノズル部にはそれぞれ冷却水流路が形成されると共
に、前記各冷却水流路が接続管路を介して連通連結され
て前記接続保持部から光学系保持部を介して先端ノズル
部に冷却水が流通するよう構成されていることを特徴と
する。
先端ノズル部にはそれぞれ冷却水流路が形成されると共
に、前記各冷却水流路が接続管路を介して連通連結され
て前記接続保持部から光学系保持部を介して先端ノズル
部に冷却水が流通するよう構成されていることを特徴と
する。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施の形態について説明する。
の実施の形態について説明する。
【００１１】図１は本発明に係るＹＡＧレーザ加工ヘッ
ドの一構成例としてのＹＡＧレーザによって鋼板を突き
合わせ溶接する溶接ヘッドの外面図，図２はその先端部
の縦断面図，図３は後端部の縦断面図，図４は図３のＡ
−Ａ断面図，図５は図３のＢ−Ｂ断面図，図６は図２の
Ｃ−Ｃ断面図，図７は図２のＤ−Ｄ断面図，図８は図２
のＥ−Ｅ断面図である。
ドの一構成例としてのＹＡＧレーザによって鋼板を突き
合わせ溶接する溶接ヘッドの外面図，図２はその先端部
の縦断面図，図３は後端部の縦断面図，図４は図３のＡ
−Ａ断面図，図５は図３のＢ−Ｂ断面図，図６は図２の
Ｃ−Ｃ断面図，図７は図２のＤ−Ｄ断面図，図８は図２
のＥ−Ｅ断面図である。
【００１２】図示ＹＡＧレーザ溶接ヘッド１は、接続保
持部としての基部外筒１０の先端に、結像光学系として
の結像光学系５０を保持する光学系保持部としてのレン
ズ保持筒２０が接続されると共に、このレンズ保持筒２
０の先端に先端ノズル部としてのノズル３０が螺合装着
されて一体に構成されている。
持部としての基部外筒１０の先端に、結像光学系として
の結像光学系５０を保持する光学系保持部としてのレン
ズ保持筒２０が接続されると共に、このレンズ保持筒２
０の先端に先端ノズル部としてのノズル３０が螺合装着
されて一体に構成されている。
【００１３】基部外筒１０は、内部に光ファイバーケー
ブル２の先端を保持する保持内筒６０を収容し得る所定
内径の筒状で、先端と後端にそれぞれ結合オネジ１１，
１２を備えて形成されており、先端の結合オネジ１１で
レンズ保持筒２０と結合し、後端の結合オネジ１２に保
持内筒６０を固定する固定ナット７０が螺合するように
なっている。また、軸方向略中央部の外周に、外挿され
たスリーブ１３によって冷却媒体路として円環状のウォ
ータージャケット１４が形成されている。
ブル２の先端を保持する保持内筒６０を収容し得る所定
内径の筒状で、先端と後端にそれぞれ結合オネジ１１，
１２を備えて形成されており、先端の結合オネジ１１で
レンズ保持筒２０と結合し、後端の結合オネジ１２に保
持内筒６０を固定する固定ナット７０が螺合するように
なっている。また、軸方向略中央部の外周に、外挿され
たスリーブ１３によって冷却媒体路として円環状のウォ
ータージャケット１４が形成されている。
【００１４】保持内筒６０は、基部外筒１０の内部に嵌
合挿置し得る外径の円筒状で、その内径部で光ファイバ
ーケーブル２を保持するようになっている、内径部６１
は、三段に形成されており、後端側の大径部６１Ａで光
ファイバーケーブル２の保護外管２Ａを、中径部６１Ｂ
で光ファイバー２Ｃの先端部にねじ込み固定された保護
筒２Ｂを、先端小径部６１Ｃで中心の光ファイバー２Ｃ
をそれぞれ保持するようになっている。そして、先端面
が基部外筒１０の内周に形成された段部１５に当接する
と共に後端が基部外筒１０に螺合した固定ナット７０に
よって押圧されて固定され、これによって保持する光フ
ァイバーケーブル２の光ファイバー２Ｃの先端が基部外
筒１０内の所定位置となるようになっている。また、大
径部６１Ａを除く内径部６１には、光ファイバーケーブ
ル２を介して供給されるシールドガスのガス流路が形成
されている。即ち、中径部６１Ｂには、図４に示すごと
く軸方向に延びるガス流路溝６２が周方向三カ所形成さ
れると共に、小径部６１Ｃには図８に示すごとく軸方向
に貫通するガス流路孔６３が周方向に複数穿設されてお
り、これによって、光ファイバーケーブル２の内部を通
って供給されるシールドガスが、ガス流路溝６２及びガ
ス流路孔６３を介してレンズ保持筒２０側に流通するよ
うになっている。ここで、光ファイバーケーブル２は、
図９に部分断面斜視図を示すように、保護外管２Ａとそ
の中心に挿置された光ファイバー２Ｃの間にステンレス
鋼線を螺旋状に巻いた保護内管２Ｄが介装されており、
この保護内管２Ｄの配設部位に形成された当該光ファイ
バーケーブル２の延設方向に連続する空間を介してシー
ルドガスを供給するようになっているものである。
合挿置し得る外径の円筒状で、その内径部で光ファイバ
ーケーブル２を保持するようになっている、内径部６１
は、三段に形成されており、後端側の大径部６１Ａで光
ファイバーケーブル２の保護外管２Ａを、中径部６１Ｂ
で光ファイバー２Ｃの先端部にねじ込み固定された保護
筒２Ｂを、先端小径部６１Ｃで中心の光ファイバー２Ｃ
をそれぞれ保持するようになっている。そして、先端面
が基部外筒１０の内周に形成された段部１５に当接する
と共に後端が基部外筒１０に螺合した固定ナット７０に
よって押圧されて固定され、これによって保持する光フ
ァイバーケーブル２の光ファイバー２Ｃの先端が基部外
筒１０内の所定位置となるようになっている。また、大
径部６１Ａを除く内径部６１には、光ファイバーケーブ
ル２を介して供給されるシールドガスのガス流路が形成
されている。即ち、中径部６１Ｂには、図４に示すごと
く軸方向に延びるガス流路溝６２が周方向三カ所形成さ
れると共に、小径部６１Ｃには図８に示すごとく軸方向
に貫通するガス流路孔６３が周方向に複数穿設されてお
り、これによって、光ファイバーケーブル２の内部を通
って供給されるシールドガスが、ガス流路溝６２及びガ
ス流路孔６３を介してレンズ保持筒２０側に流通するよ
うになっている。ここで、光ファイバーケーブル２は、
図９に部分断面斜視図を示すように、保護外管２Ａとそ
の中心に挿置された光ファイバー２Ｃの間にステンレス
鋼線を螺旋状に巻いた保護内管２Ｄが介装されており、
この保護内管２Ｄの配設部位に形成された当該光ファイ
バーケーブル２の延設方向に連続する空間を介してシー
ルドガスを供給するようになっているものである。
【００１５】レンズ保持筒２０は、円筒状で前後両端部
にそれぞれメネジ部を備えると共に外周に冷却媒体路と
して円環状のウォータージャケット２１を備えて形成さ
れており、内部に複数のレンズ５１から成る結像光学系
５０が設けられ、後端のメネジ部が基部外筒の先端の結
合オネジ１１に螺合して基部外筒１０の先端に結合され
ている。図中５２，５３は結像光学系５０の前後に配設
された保護ガラスである。また、結像光学系５０を収容
する内周に軸方向に延びるガス流路溝２２が周方向四カ
所に形成されており、このガス流路溝２２は保護ガラス
５２，５３及び結像光学系５０の外周面との間に前後を
連通している。
にそれぞれメネジ部を備えると共に外周に冷却媒体路と
して円環状のウォータージャケット２１を備えて形成さ
れており、内部に複数のレンズ５１から成る結像光学系
５０が設けられ、後端のメネジ部が基部外筒の先端の結
合オネジ１１に螺合して基部外筒１０の先端に結合され
ている。図中５２，５３は結像光学系５０の前後に配設
された保護ガラスである。また、結像光学系５０を収容
する内周に軸方向に延びるガス流路溝２２が周方向四カ
所に形成されており、このガス流路溝２２は保護ガラス
５２，５３及び結像光学系５０の外周面との間に前後を
連通している。
【００１６】ノズル３０は、内径がレーザー光の結像光
路と対応する先細りのテーパー状とされた円筒状本体３
１の先端に、先端にノズルチップ３２が装着されて構成
されている。
路と対応する先細りのテーパー状とされた円筒状本体３
１の先端に、先端にノズルチップ３２が装着されて構成
されている。
【００１７】円筒状本体３１は、後端外周及び先端内周
にそれぞれネジ部を備えると共に先端部に冷却媒体路と
して円筒形のウォータージャケット３３を備えて形成さ
れており、後端のネジ部がレンズ保持筒２０の先端メネ
ジ部に螺合してレンズ保持筒２０に結合されている。
にそれぞれネジ部を備えると共に先端部に冷却媒体路と
して円筒形のウォータージャケット３３を備えて形成さ
れており、後端のネジ部がレンズ保持筒２０の先端メネ
ジ部に螺合してレンズ保持筒２０に結合されている。
【００１８】ノズルチップ３２は、先端部の内径がレー
ザー光を遮蔽しない範囲で先細りに絞られた略円筒状
で、後端外周に形成されたネジでノズル本体３１の先端
ネジ部に螺合すると共にロックナット３４で固定されて
いる。その先端は結像光学系５０によるレーザー光の結
像位置に近接した所定位置となるように設定され、後述
するレーザー光のスポット径調節の際にはその結像位置
に対応した異なる長さのものに交換されるものである。
ザー光を遮蔽しない範囲で先細りに絞られた略円筒状
で、後端外周に形成されたネジでノズル本体３１の先端
ネジ部に螺合すると共にロックナット３４で固定されて
いる。その先端は結像光学系５０によるレーザー光の結
像位置に近接した所定位置となるように設定され、後述
するレーザー光のスポット径調節の際にはその結像位置
に対応した異なる長さのものに交換されるものである。
【００１９】ここで、基部外筒１０のウォータージャケ
ット１４には給水管路８１が接続されると共にその接続
位置と対称位置に接続管路としての接続管８２が接続さ
れ、この接続管８２の他端がレンズ保持筒２０のウォー
タージャケット２１に接続され、更に、その接続位置と
対称位置に接続管路としての接続管８３が接続されてそ
の他端がノズル３０のウォータージャケット３３に接続
されており、これによって基部外筒１０のウォータージ
ャケット１４とレンズ保持筒２０のウォータージャケッ
ト２１及びノズル３０のウォータージャケット３３が接
続管８２，８３を介して連通し、給水管路８１を介して
基部外筒１０のウォータージャケット１４に供給された
冷却水がレンズ保持筒２０のウォータージャケット２１
及びノズル３０のウォータージャケット３３を巡って流
れ、結像光学系５０を含む当該レーザ溶接ヘッド１全体
を冷却することができるようになっている。
ット１４には給水管路８１が接続されると共にその接続
位置と対称位置に接続管路としての接続管８２が接続さ
れ、この接続管８２の他端がレンズ保持筒２０のウォー
タージャケット２１に接続され、更に、その接続位置と
対称位置に接続管路としての接続管８３が接続されてそ
の他端がノズル３０のウォータージャケット３３に接続
されており、これによって基部外筒１０のウォータージ
ャケット１４とレンズ保持筒２０のウォータージャケッ
ト２１及びノズル３０のウォータージャケット３３が接
続管８２，８３を介して連通し、給水管路８１を介して
基部外筒１０のウォータージャケット１４に供給された
冷却水がレンズ保持筒２０のウォータージャケット２１
及びノズル３０のウォータージャケット３３を巡って流
れ、結像光学系５０を含む当該レーザ溶接ヘッド１全体
を冷却することができるようになっている。
【００２０】上記のごとく構成された溶接ヘッド１で
は、光ファイバーケーブル２によって伝送されたレーザ
ー光は、基部外筒１０内部の保持内筒６０によって保持
された先端から出射して結像光学系５０によって所定位
置に結像し、その結像位置において溶接作用する。同時
に、光ファイバーケーブル２の内部を通して供給される
シードガスが、保持内筒６０のガス流路溝６２，ガス流
路孔６３、レンズ保持筒２０のガス流路溝２２を通って
ノズル３０に供給されノズルチップ４０の先端から噴出
して溶接作用部位を覆う。シールドガスは、保持内筒６
０から基部外筒１０の前端部内部に充満してレンズ保持
筒２０に供給され、レンズ保持筒２０の内部では結像光
学系５０を構成する各レンズ５１の間に充満してノズル
３０及びノズルヘッド４０に供給されるため、当該シー
ルドガスが冷却流体として機能して当該溶接ヘッド１
（主に結像光学系５０）を冷却する。溶接時間等の要因
によってシールドガスのみでは冷却不足の場合には、前
述の給水管路８１から冷却水を供給して各ウォータージ
ャケット１４，２１，３１に流通することでより一層冷
却することができる。これにより結像光学系５０の熱変
形を防ぐことができ、長時間の溶接作業が可能となる。
は、光ファイバーケーブル２によって伝送されたレーザ
ー光は、基部外筒１０内部の保持内筒６０によって保持
された先端から出射して結像光学系５０によって所定位
置に結像し、その結像位置において溶接作用する。同時
に、光ファイバーケーブル２の内部を通して供給される
シードガスが、保持内筒６０のガス流路溝６２，ガス流
路孔６３、レンズ保持筒２０のガス流路溝２２を通って
ノズル３０に供給されノズルチップ４０の先端から噴出
して溶接作用部位を覆う。シールドガスは、保持内筒６
０から基部外筒１０の前端部内部に充満してレンズ保持
筒２０に供給され、レンズ保持筒２０の内部では結像光
学系５０を構成する各レンズ５１の間に充満してノズル
３０及びノズルヘッド４０に供給されるため、当該シー
ルドガスが冷却流体として機能して当該溶接ヘッド１
（主に結像光学系５０）を冷却する。溶接時間等の要因
によってシールドガスのみでは冷却不足の場合には、前
述の給水管路８１から冷却水を供給して各ウォータージ
ャケット１４，２１，３１に流通することでより一層冷
却することができる。これにより結像光学系５０の熱変
形を防ぐことができ、長時間の溶接作業が可能となる。
【００２１】ここで、溶接ヘッド１から照射されるレー
ザービームの結像径（スポット径）は、光ファイバー２
Ｃの先端と結像光学系５０の間隔により決まるが、図１
０に示すように、基部外筒１０と保持内筒６０の間にス
ペーサー９０を介装して、光ファイバー２Ｃの先端と結
像光学系５０の間隔を変化させることで、レーザービー
ムのスポット径を変化させることができるようになって
いる。
ザービームの結像径（スポット径）は、光ファイバー２
Ｃの先端と結像光学系５０の間隔により決まるが、図１
０に示すように、基部外筒１０と保持内筒６０の間にス
ペーサー９０を介装して、光ファイバー２Ｃの先端と結
像光学系５０の間隔を変化させることで、レーザービー
ムのスポット径を変化させることができるようになって
いる。
【００２２】即ち、光ファイバー２Ｃの先端と結像光学
系５０の間隔が広くなればスポット径が小さくなるた
め、スペーサーが介装されない状態（最も短い状態：図
１及び図２に示す状態）を基本として、光ファイバー２
Ｃと結像光学系５０とが任意のスポット径が得られる距
離となる板厚のスペーサー９０を介装することができる
ようになっているものである。
系５０の間隔が広くなればスポット径が小さくなるた
め、スペーサーが介装されない状態（最も短い状態：図
１及び図２に示す状態）を基本として、光ファイバー２
Ｃと結像光学系５０とが任意のスポット径が得られる距
離となる板厚のスペーサー９０を介装することができる
ようになっているものである。
【００２３】例えば、図１１（Ａ）に示すように、光フ
ァイバー径が０．６ｍｍでスペーサーを介装しない標準
状態では光ファイバー２Ｃの先端と結像光学系５０の入
射面の距離：ｌが４１．４ｍｍ，スポット径：ｄが１．
５ｍｍに設定された光学設計の結像光学系５０の場合、
（Ｂ）に示すように厚さ：ｔが３．６ｍｍのスペーサー
９０を介装して光ファイバー２Ｃの先端と結像光学系５
０の距離：ｌを４５ｍｍとすることでスポット径：ｄが
１．２ｍｍとなり，（Ｃ）に示すように厚さ：ｔ＝８．
１ｍｍのスペーサーを介装して光ファイバー２Ｃの先端
と結像光学系５０の距離：ｌを４９．５ｍｍとすること
ですることでスポット径を１．０ｍｍとすることができ
るものである。このようにレーザービームのスポット径
を容易に変更することができることにより、突き合わせ
間隔が異なるような溶接条件の異なる部位にも簡単に対
応でき、広い汎用性を有するものである。尚、光ファイ
バー２Ｃの先端と結像光学系５０の距離を変化させるこ
とで当然のことながら結像光学系５０から結像位置まで
の距離も変化するため、ノズルチップ４０は前述のごと
く対応した長さのものに交換するものである。
ァイバー径が０．６ｍｍでスペーサーを介装しない標準
状態では光ファイバー２Ｃの先端と結像光学系５０の入
射面の距離：ｌが４１．４ｍｍ，スポット径：ｄが１．
５ｍｍに設定された光学設計の結像光学系５０の場合、
（Ｂ）に示すように厚さ：ｔが３．６ｍｍのスペーサー
９０を介装して光ファイバー２Ｃの先端と結像光学系５
０の距離：ｌを４５ｍｍとすることでスポット径：ｄが
１．２ｍｍとなり，（Ｃ）に示すように厚さ：ｔ＝８．
１ｍｍのスペーサーを介装して光ファイバー２Ｃの先端
と結像光学系５０の距離：ｌを４９．５ｍｍとすること
ですることでスポット径を１．０ｍｍとすることができ
るものである。このようにレーザービームのスポット径
を容易に変更することができることにより、突き合わせ
間隔が異なるような溶接条件の異なる部位にも簡単に対
応でき、広い汎用性を有するものである。尚、光ファイ
バー２Ｃの先端と結像光学系５０の距離を変化させるこ
とで当然のことながら結像光学系５０から結像位置まで
の距離も変化するため、ノズルチップ４０は前述のごと
く対応した長さのものに交換するものである。
【００２４】
【発明の効果】以上述べたように、本発明に係るＹＡＧ
レーザ加工ヘッドによれば、光ファイバーケーブルの射
出端部を保持する接続保持部と、結像光学系を保持する
光学系保持部と、先端ノズル部と、が直列に結合される
と共に、接続保持部から結像光学系を通って先端ノズル
部に至るガス流路が形成され、光ファイバーケーブルを
介して供給されるシールドガスが先端ノズル部から噴出
するように構成されていることにより、シールドガスが
冷却流体として機能して結像光学系を含む全体を冷却す
るため、結像光学系の熱変形を防ぐことができると共に
冷却流体を供給する管路を別に必要としないため、小型
に構成できるものである。
レーザ加工ヘッドによれば、光ファイバーケーブルの射
出端部を保持する接続保持部と、結像光学系を保持する
光学系保持部と、先端ノズル部と、が直列に結合される
と共に、接続保持部から結像光学系を通って先端ノズル
部に至るガス流路が形成され、光ファイバーケーブルを
介して供給されるシールドガスが先端ノズル部から噴出
するように構成されていることにより、シールドガスが
冷却流体として機能して結像光学系を含む全体を冷却す
るため、結像光学系の熱変形を防ぐことができると共に
冷却流体を供給する管路を別に必要としないため、小型
に構成できるものである。
【００２５】また、上記接続保持部と光学系保持部の距
離が、調整手段によって可変調整可能に構成され、調整
手段による接続保持部と光学系保持部の距離調整によっ
てレーザー光の結像径を変更可能に構成されていること
により、条件の異なる加工部位にも簡単に対応でき、広
い汎用性を有するものである。
離が、調整手段によって可変調整可能に構成され、調整
手段による接続保持部と光学系保持部の距離調整によっ
てレーザー光の結像径を変更可能に構成されていること
により、条件の異なる加工部位にも簡単に対応でき、広
い汎用性を有するものである。
【００２６】更に、上記調整手段は接続保持部と光学系
保持部の間に介装されるスペーサーであることにより、
結像径の調整を極めて容易に行うことができる。
保持部の間に介装されるスペーサーであることにより、
結像径の調整を極めて容易に行うことができる。
【００２７】また、上記接続保持部と光学系保持部及び
先端ノズル部にはそれぞれ冷却水流路が形成されると共
に、各冷却水流路が接続管路を介して連通連結されて接
続保持部から光学系保持部を介して先端ノズル部に冷却
水が流通するよう構成されていることにより、効率良く
冷却することができ、長時間の連続作業も可能となるも
のである。
先端ノズル部にはそれぞれ冷却水流路が形成されると共
に、各冷却水流路が接続管路を介して連通連結されて接
続保持部から光学系保持部を介して先端ノズル部に冷却
水が流通するよう構成されていることにより、効率良く
冷却することができ、長時間の連続作業も可能となるも
のである。
【図１】本発明に係るＹＡＧレーザ加工ヘッドの一構成
例としてのＹＡＧレーザによって鋼板を突き合わせ溶接
する溶接ヘッドの外面図である。
例としてのＹＡＧレーザによって鋼板を突き合わせ溶接
する溶接ヘッドの外面図である。
【図２】先端部の縦断面図である。
【図３】後端部の縦断面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ断面図である。
【図５】図３のＢ−Ｂ断面図である。
【図６】図２のＣ−Ｃ断面図である。
【図７】図２のＤ−Ｄ断面図である。
【図８】図２のＥ−Ｅ断面図である。
【図９】光ファイバーケーブルの部分断面斜視図であ
る。
る。
【図１０】スペーサーを介装した状態の断面図である。
【図１１】スポット径の変更の説明図である。
１ 溶接ヘッド（ＹＡＧレーザ加工ヘッド）
２ 光ファイバーケーブル
１０ 基部外筒（接続保持部）
１４ ウォータージャケット（冷却媒体路）
２０ レンズ保持筒（光学系保持部）
２１ ウォータージャケット（冷却媒体路）
２２ ガス流路溝（ガス流路）
３０ ノズル（先端ノズル部）
３３ ウォータージャケット（冷却媒体路）
５０ 結像光学系
６０ 保持内筒
６２ ガス流路溝（ガス流路）
６３ ガス流路孔（ガス流路）
８２ 接続管（接続管路）
８３ 接続管（接続管路）
９０ スペーサー（調整手段）
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 加藤 健吾
静岡県浜松市葵東１丁目13番１号 本田技
研工業株式会社浜松製作所内
(72)発明者 粟田 昌典
静岡県浜松市葵東１丁目13番１号 本田技
研工業株式会社浜松製作所内
(72)発明者 大脇 桂
神奈川県横浜市磯子区新中原町１番地 石
川島播磨重工業株式会社技術研究所内
(72)発明者 森田 一郎
神奈川県横浜市磯子区新中原町１番地 石
川島播磨重工業株式会社技術研究所内
(72)発明者 土屋 和之
神奈川県横浜市磯子区新中原町１番地 石
川島播磨重工業株式会社技術研究所内
(72)発明者 平田 末美
神奈川県横浜市磯子区新中原町１番地 石
川島播磨重工業株式会社技術研究所内
(72)発明者 松本 栄
神奈川県横浜市磯子区新中原町１番地 石
川島播磨重工業株式会社技術研究所内
Ｆターム(参考） 4E068 BE00 CB06 CD14 CD15 CH03
CH08 CJ01
Claims (4)
- 【請求項１】ＹＡＧレーザ発振装置から光ファイバーケ
ーブルを介して伝送されるレーザー光を結像光学系を介
して加工対象部位に結像照射して加工を行うＹＡＧレー
ザ加工ヘッドであって、 前記光ファイバーケーブルの射出端部を保持する接続保
持部と、前記結像光学系を保持する光学系保持部と、先
端ノズル部と、が直列に結合されると共に、前記接続保
持部から前記結像光学系を通って前記先端ノズル部に至
るガス流路が形成され、前記光ファイバーケーブルを介
して供給されるシールドガスが前記先端ノズル部から噴
出するように構成されていることを特徴とするＹＡＧレ
ーザ加工ヘッド。 - 【請求項２】上記接続保持部と光学系保持部の距離が、
調整手段によって可変調整可能に構成され、前記調整手
段による前記接続保持部と光学系保持部の距離調整によ
ってレーザー光の結像径を変更可能に構成されているこ
とを特徴とする請求項１に記載のＹＡＧレーザ加工ヘッ
ド。 - 【請求項３】上記調整手段は上記接続保持部と光学系保
持部の間に介装されるスペーサーであることを特徴とす
る請求項２に記載のＹＡＧレーザ加工ヘッド。 - 【請求項４】上記接続保持部と光学系保持部及び先端ノ
ズル部にはそれぞれ冷却水流路が形成されると共に、前
記各冷却水流路が接続管路を介して連通連結されて前記
接続保持部から光学系保持部を介して先端ノズル部に冷
却水が流通するよう構成されていることを特徴とする請
求項１，２又は３に記載のＹＡＧレーザ加工ヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001399970A JP2003200285A (ja) | 2001-12-28 | 2001-12-28 | Ｙａｇレーザ加工ヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001399970A JP2003200285A (ja) | 2001-12-28 | 2001-12-28 | Ｙａｇレーザ加工ヘッド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003200285A true JP2003200285A (ja) | 2003-07-15 |
Family
ID=27639782
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001399970A Pending JP2003200285A (ja) | 2001-12-28 | 2001-12-28 | Ｙａｇレーザ加工ヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003200285A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006123163A (ja) * | 2004-10-30 | 2006-05-18 | Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh & Co Kg | レーザー加工機械における加工ヘッドの保持装置 |
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| JP2009539615A (ja) * | 2006-06-12 | 2009-11-19 | トルンプフ ヴェルクツォイクマシーネン ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニー コマンディートゲゼルシャフト | レーザ加工機の構成部材及び該レーザ加工機の構成部材の通路に耐食性のコーティングを施すための方法 |
| JP2013202675A (ja) * | 2012-03-29 | 2013-10-07 | Mitsubishi Electric Corp | レーザ加工ヘッドおよびレーザ加工装置 |
| JP2021016893A (ja) * | 2019-07-23 | 2021-02-15 | 三菱重工業株式会社 | レーザ加工装置の接続構造 |
| CN114346487A (zh) * | 2021-09-10 | 2022-04-15 | 苏州创鑫激光科技有限公司 | 用于激光加工设备的气体输送气路系统 |
-
2001
- 2001-12-28 JP JP2001399970A patent/JP2003200285A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN114346487A (zh) * | 2021-09-10 | 2022-04-15 | 苏州创鑫激光科技有限公司 | 用于激光加工设备的气体输送气路系统 |
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