JP2003311455A - Laser beam machining head - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザと酸素によ
って鋼などの金属を熱切断するためのレーザ加工ヘッド
に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser processing head for thermally cutting a metal such as steel with a laser and oxygen.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、レーザ光と酸素を用いた鋼等の切
断加工においては、被加工物に対してレーザ光をレンズ
などの集光手段で集光するとともにレーザ光と同軸で酸
素を供給して酸化反応を利用することにより熱的に切断
加工が行われている。図３は一般的なレーザ加工ヘッド
の基本的な構成を模式的に示す。このように一般的なレ
ーザ加工ヘッドはレーザ光ＬＢを集光する集光手段３と
酸素ガスなどのアシストガスを供給するアシストガスノ
ズル１１とを一体化した構成となっている。また、集光
手段であるレンズ３がアシストガスの圧力隔壁の役割を
も兼ねている。2. Description of the Related Art Conventionally, in cutting processing of steel or the like using laser light and oxygen, the laser light is focused on a work by a focusing means such as a lens and oxygen is supplied coaxially with the laser light. Then, the cutting process is performed thermally by utilizing the oxidation reaction. FIG. 3 schematically shows the basic configuration of a general laser processing head. As described above, the general laser processing head has a configuration in which the condensing unit 3 that condenses the laser light LB and the assist gas nozzle 11 that supplies the assist gas such as oxygen gas are integrated. Further, the lens 3 as the light converging means also serves as a pressure partition wall for the assist gas.
【０００３】レーザ切断用のレーザとしては多くの場
合、ＣＯ2レーザが用いられるが、そのレンズ素材は強
度や経済性からＺｎＳｅ（セレン化亜鉛）を用いること
が多い。しかし、ＺｎＳｅはわずかながら波長１０．６
μｍのＣＯ2レーザ光を吸収する性質があるため、出力
の大きなＣＯ2レーザを透過する際に熱レンズ効果を発
生して焦点距離が変化してしまう問題がある。これは加
工性能の変化をもたらすためレンズを冷却することが行
われている。しかし、たとえレンズを冷却したとしても
実用的な出力限界は６kW程度である。より高出力のレー
ザを安定に集光するための抜本的な対策としては集光素
子として透過光学素子ではなく反射光学素子であるミラ
ーを用いれば良いが、この場合、図４に示すごとくアシ
ストガスノズル１１の上部が開放系となり、酸素ガスの
圧力シールができなくなるという問題が生じる。すなわ
ち、このような開放系では圧損のためにノズル出口側に
効果的なガス流れを作り出すことが困難である。A CO 2 laser is often used as a laser for laser cutting, but ZnSe (zinc selenide) is often used as the lens material because of its strength and economy. However, ZnSe has a slight wavelength of 10.6
Since it has a property of absorbing a CO 2 laser beam of μm, there is a problem that the thermal lens effect is generated and the focal length is changed when transmitting a CO 2 laser having a large output. This causes a change in processing performance, so that the lens is cooled. However, even if the lens is cooled, the practical output limit is about 6 kW. As a drastic measure for stably condensing a higher output laser, a mirror which is a reflective optical element rather than a transmissive optical element may be used as a condensing element. In this case, as shown in FIG. 4, an assist gas nozzle is used. The upper part of 11 becomes an open system, which causes a problem that the oxygen gas pressure cannot be sealed. That is, in such an open system, it is difficult to create an effective gas flow at the nozzle outlet side due to pressure loss.
【０００４】これに対し、図５のごとくノズルを二重構
造とし、圧力シールがなくてもレーザ光ＬＢと同軸で酸
素ガスを効果的に供給する方法が考えられる（例えば、
特開平２０００−２２５４８７号公報等参照）。しか
し、発明者らの計算および実験によれば、ノズル外筒５
１と内筒５２との間に形成される環状流路５３に酸素ガ
スを極めて対称性良く供給しないと旋回流が発生し、そ
れがノズル出口５４で増大するため、ノズルから噴出す
る酸素ガス流が発散性となり、レーザ切断に適さないガ
ス流れとなる。これは、ガス導入口３１付近ではノズル
断面積が大きいが、そこで小さな旋回流が発生すると断
面積の小さいノズル出口５４付近では、角運動量保存則
によって旋回流の大きさが増大することによる。On the other hand, as shown in FIG. 5, there may be a method in which the nozzle has a double structure and oxygen gas is effectively supplied coaxially with the laser beam LB without a pressure seal (for example,
See Japanese Patent Laid-Open No. 2000-225487). However, according to the calculations and experiments by the inventors, the nozzle outer cylinder 5
1 does not supply the oxygen gas to the annular flow path 53 formed between the inner cylinder 52 and the inner cylinder 52 in a very symmetrical manner, a swirl flow is generated and increases at the nozzle outlet 54, so that the oxygen gas flow ejected from the nozzle is increased. Becomes divergent, resulting in a gas flow not suitable for laser cutting. This is because the nozzle cross-sectional area near the gas inlet 31 is large, but when a small swirl flow occurs there, the swirl flow increases near the nozzle outlet 54 with a small cross-sectional area due to the law of conservation of angular momentum.
【０００５】次に、出力２ｋW級の中出力レーザにて６
ｋW程度の高出力レーザに相当する厚手材（１９〜２５m
m程度）の切断を可能とする方法として特開平１１−１
５６５７９号公報などが開示されている。図２に概念図
を示す。これは偏心レーザビームを回転させるものであ
る。傾斜して配置された透明な平行平板７をレーザビー
ムＬＢが通過すると屈折によって光軸が偏心Ｓだけ平行
シフトする。そして透明板７を回転させればビームは入
射前の光軸５を中心としシフト分を回転半径としてワー
クＷ上にて円を描く（ワークＷと加工ヘッド１が相対的
に静止している場合）。ワークＷに対して加工ヘッド1
が相対的に動いている場合にはビームの軌跡はらせん状
になる。例えば、ビームが切断進行方向で時計回りに回
転する場合、進行方向を１２時とすると、９時から３時
の間ではビームはワークＷの上部に当たり、３時から９
時の間ではワークＷに切り込まれたカーフＣの下部に当
たる。この様子を図６に示す。酸素ガスを吹き付ける状
況下においてレーザビームがカーフＣの上端から下端ま
で照射することにより加熱効率が良くなり、限界板厚の
拡大が図れる。Next, 6 with a medium power laser of output 2 kW class
Thick material (19 to 25 m) equivalent to a high power laser of about kW
As a method for enabling cutting of about m)
Japanese Patent No. 56579 is disclosed. FIG. 2 shows a conceptual diagram. This rotates the eccentric laser beam. When the laser beam LB passes through the transparent parallel plate 7 that is inclined, the optical axis is parallel-shifted by the eccentricity S due to refraction. Then, when the transparent plate 7 is rotated, the beam draws a circle on the work W with the shift radius as the center of rotation before the incident optical axis 5 (when the work W and the processing head 1 are relatively stationary). ). Processing head 1 for work W
When is relatively moving, the beam trajectory becomes spiral. For example, when the beam rotates clockwise in the cutting advancing direction and the advancing direction is 12 o'clock, the beam hits the upper part of the work W between 9 o'clock and 3 o'clock and from 3 o'clock to 9 o'clock.
During the time, it hits the lower part of the kerf C cut into the work W. This state is shown in FIG. By irradiating the laser beam from the upper end to the lower end of the kerf C under the condition of blowing oxygen gas, the heating efficiency is improved and the limit plate thickness can be increased.
【０００６】さて、上記従来法にては傾斜した透明板７
を回転させるため集光レンズ３とアシストガスノズル１
１との間に回転機構１９を備えるが、機械的に不動部分
であるアシストガスノズル１１の上端にアシストガスの
圧力隔壁として光学的に透明なウィンド２９を設ける必
要がある。Now, in the above-mentioned conventional method, the inclined transparent plate 7 is used.
Condensing lens 3 and assist gas nozzle 1 for rotating
Although a rotation mechanism 19 is provided between the first and second components, it is necessary to provide an optically transparent window 29 as a pressure partition wall for the assist gas at the upper end of the assist gas nozzle 11, which is a mechanically immovable portion.
【０００７】このようにこの方式では集光レンズ３、透
明板７、およびウィンド２９という３つの透過光学素子
を備えるので熱レンズ効果が加算的に増加しやすい。そ
の上、このウィンド２９は構成上比較的集光レンズ３の
焦点に近い位置に配置され、密度の高まったレーザビー
ムが透過するのでより熱レンズ効果が発生しやすい状況
にある。このため出力２ｋW級の中出力レーザにて６ｋW
程度の高出力レーザに相当する厚手材の切断を可能とす
るものの、逆に使用できるレーザ出力が実質的に２ｋW
級に制限されることにもなる。As described above, in this system, the condensing lens 3, the transparent plate 7, and the three transmissive optical elements of the window 29 are provided, so that the thermal lens effect easily increases additively. In addition, the window 29 is arranged relatively close to the focal point of the condenser lens 3 due to its configuration, and since the laser beam having a high density is transmitted therethrough, the thermal lens effect is more likely to occur. Therefore, it is 6kW with a medium power laser with an output of 2kW.
Although it is possible to cut thick material equivalent to a high-power laser, the usable laser output is 2kW.
You will also be limited to class.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記課題に
鑑みてなされたもので、簡便な機構を採用することによ
り、熱レンズ効果を低減し、しかも適用板厚の拡大が可
能なレーザ切断用ヘッドを提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems and employs a simple mechanism to reduce the thermal lens effect and to increase the applicable plate thickness by laser cutting. It is intended to provide a head for use.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の要旨は、
（１）酸素ガスをレーザ光と同軸で流しつつレーザ光を
集光して鋼などの熱加工を行うレーザ加工ヘッドであっ
て、加工ヘッド本体の上部にレーザビームを集光せしめ
る集光手段を設け、加工ヘッド本体の中間部に偏心レー
ザビームの回転手段を設け、加工ヘッド本体の下部に前
記酸素ガスがノズル外筒とノズル内筒との間に形成され
る環状流路を介して供給される二重構造となっており、
かつ該環状流路にポーラス体を充填し、環状流路を通っ
た酸素ガスをノズル内で合流させて噴射するレーザ加工
ノズルを設けてなることを特徴とするレーザ加工ヘッ
ド。
（２）ポーラス体をスチールウールとすることを特徴と
する（１）に記載のレーザ加工ヘッド。
（３）ポーラス体をガラスウールとすることを特徴とす
る（１）に記載のレーザ加工ヘッド。
（４）ポーラス体を多孔質セラミックスとすることを特
徴とする（１）に記載のレーザ加工ヘッド。
（５）前記偏心レーザビームの回転手段と前記レーザ加
工ノズルとの間にエアカーテンを設けてなることを特徴
とする（１）〜（４）のいずれか1項に記載のレーザ加
工ヘッド。
（６）前記偏心レーザビームの回転手段として軸心が中
空のモータを用いることを特徴とする（１）〜（５）の
いずれか1項に記載のレーザ加工ヘッド。
（７）前記偏心レーザビームの回転手段としてエアター
ビンを用いることを特徴とする（１）〜（５）のいずれ
か1項に記載のレーザ加工ヘッド。Means for Solving the Problems The gist of the present invention for solving the above problems is as follows. (1) A laser for concentrating a laser beam while flowing an oxygen gas coaxially with the laser beam to heat-process steel or the like. In the processing head, a focusing means for focusing the laser beam is provided on the upper part of the processing head body, an eccentric laser beam rotating means is provided in the middle part of the processing head body, and the oxygen gas is provided on the lower part of the processing head body. It has a double structure that is supplied through an annular flow path formed between the nozzle outer cylinder and the nozzle inner cylinder,
A laser processing head provided with a porous body filled in the annular flow path, and a laser processing nozzle for merging and ejecting the oxygen gas passing through the annular flow path in the nozzle. (2) The laser processing head according to (1), wherein the porous body is steel wool. (3) The laser processing head according to (1), wherein the porous body is glass wool. (4) The laser processing head according to (1), characterized in that the porous body is made of porous ceramics. (5) The laser processing head according to any one of (1) to (4), wherein an air curtain is provided between the rotating means for the eccentric laser beam and the laser processing nozzle. (6) The laser processing head described in any one of (1) to (5), characterized in that a motor having a hollow center is used as the rotating means of the eccentric laser beam. (7) The laser processing head according to any one of (1) to (5), characterized in that an air turbine is used as the rotating means for the eccentric laser beam.
【００１０】[0010]
【発明の実施の形態】[実施例]図１は、本発明のレーザ
加工ヘッドの構成例を模式的に示す図である。図示する
ように、ヘッド構造としては、加工ヘッド本体１の上部
にレーザビームＬＢを集光せしめる集光レンズ３を設
け、加工ヘッド本体１の中間部に偏心レーザビームを回
転させる手段１９を設け、加工ヘッド本体１の下部に酸
素などのアシストガスがノズル外筒５１とノズル内筒５
２との間に形成される環状流路５３を介して供給される
二重構造となっており、かつ該環状流路５３にポーラス
体４を充填し、環状流路５３を通ったアシストガスをノ
ズル内で合流させて噴射するレーザ加工ノズル１２を設
け、アシストガスは導入口３１から供給される。また、
旋回流を抑制するためのポーラス体4としてはスチール
ウールを用いた。この際、スチールウールをできるだけ
均等に充填するようにすると良い。これによりアシスト
ガスの導入口３１付近で発生する旋回流が抑制され、ガ
ス流れが均一化する。その結果、旋回流抑制型アシスト
ガスノズル１２を出た後のガス流が直進性の良い、レー
ザ切断に好適なガス流れとなった。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS [Embodiment] FIG. 1 is a diagram schematically showing a structural example of a laser processing head of the present invention. As shown in the figure, as the head structure, a condenser lens 3 for condensing the laser beam LB is provided above the machining head body 1, and a means 19 for rotating an eccentric laser beam is provided at an intermediate portion of the machining head body 1. At the bottom of the processing head body 1, an assist gas such as oxygen is supplied with the nozzle outer cylinder 51 and the nozzle inner cylinder 5.
2 has a double structure in which the gas is supplied through an annular flow path 53 formed between the porous flow path 53 and the porous flow path 53, and the assist gas passing through the annular flow path 53 is filled with the porous body 4. A laser processing nozzle 12 that joins and ejects in the nozzle is provided, and the assist gas is supplied from the introduction port 31. Also,
Steel wool was used as the porous body 4 for suppressing the swirling flow. At this time, it is preferable to fill the steel wool as evenly as possible. As a result, the swirling flow generated near the assist gas inlet 31 is suppressed, and the gas flow becomes uniform. As a result, the gas flow after leaving the swirl flow suppression type assist gas nozzle 12 became a gas flow with good straightness and suitable for laser cutting.
【００１１】なお、上記した実施例ではノズル１２の環
状流路５３に充填するポーラス体４としてスチールウー
ルを用いたが、多孔質であればガラスウールやセラミッ
クス等他の物質でも良い。また、以上は本発明の集光手
段としてレンズを用いた場合であるが、レンズの代わり
に集光ミラーを集光手段として組み合わせ、レーザ加工
ヘッドを構成することもできる。この場合、反射集光系
となるので全体としての熱レンズ効果をさらに低減する
ことができる。アシストガスの噴射は上記の旋回流抑制
型２重管ノズルにて行うので、圧力隔壁のないミラーを
集光手段に用いても問題ない。In the above embodiment, steel wool was used as the porous body 4 to fill the annular flow passage 53 of the nozzle 12, but other materials such as glass wool and ceramics may be used as long as it is porous. Further, the above is the case where the lens is used as the light converging means of the present invention, but a laser processing head can be configured by combining a condensing mirror instead of the lens as the light converging means. In this case, since the reflection and focusing system is used, the thermal lens effect as a whole can be further reduced. Since the assist gas is injected by the above-mentioned swirl-flow-suppressing double-tube nozzle, there is no problem even if a mirror having no pressure partition wall is used as the light collecting means.
【００１２】次に、レーザ加工ヘッド１の中間部に設け
る偏心レーザビームの回転手段１９は以下のようなもの
である。傾斜して配置された透明な平行平板７をビーム
ＬＢが通過すると屈折によって光軸が平行シフトする。
そして透明板７を回転させればビームは入射前の光軸を
中心としシフト分を回転半径として円軌道を描く（ワー
クＷと加工ヘッド１が相対的に静止している場合）。ワ
ークＷに対して加工ヘッド1が相対的に動いている場合
にはビームの軌跡はらせん状になる。透明板７の素材と
してはＮａＣｌ（塩化ナトリウム）などＣＯ2レーザの
波長での吸収が少ない素材を用いるとなお効果的であ
る。Next, the eccentric laser beam rotating means 19 provided in the intermediate portion of the laser processing head 1 is as follows. When the beam LB passes through the transparent parallel plate 7 that is inclined and arranged, the optical axis is parallel-shifted by refraction.
Then, if the transparent plate 7 is rotated, the beam draws a circular orbit around the optical axis before incidence as the radius of rotation with the shift amount (when the work W and the processing head 1 are relatively stationary). When the processing head 1 moves relative to the work W, the beam trajectory is spiral. As the material of the transparent plate 7, it is still more effective to use a material such as NaCl (sodium chloride) which has a small absorption at the wavelength of the CO 2 laser.
【００１３】透明板７を回転させる機構としては回転軸
が中空となったサーボモータ１９を用いた。軸心の中空
部分に透明板を所定の角度に傾けて配置する透明板ホル
ダー１８を設置した。このように中空のモータを用いる
ことによりプーリーなどが不要であることから構造がコ
ンパクトとなり、レーザ切断機に既存のレーザ加工ヘッ
ドとの簡単な交換が可能となる。回転機構としてエアタ
ービンを用いても同様の効果を得ることができる。As a mechanism for rotating the transparent plate 7, a servo motor 19 having a hollow rotating shaft was used. A transparent plate holder 18 in which a transparent plate is tilted at a predetermined angle and arranged in the hollow portion of the shaft center is installed. By using a hollow motor in this way, a pulley and the like are not required, so that the structure becomes compact and the laser cutting machine can be easily replaced with an existing laser processing head. The same effect can be obtained by using an air turbine as the rotating mechanism.
【００１４】透明板７とアシストガスノズル１２の間に
エアカーテンノズル６を設けると、透明板７をワークＷ
からのスパッタや粉塵から効果的に保護することができ
る。このエアカーテンノズル６から出たエアは排出口８
から排気される。さらに、連結筒１０は上記集光手段
３、回転機構１９、エアカーテンノズル６、およびノズ
ル１２を一体とするものである。When the air curtain nozzle 6 is provided between the transparent plate 7 and the assist gas nozzle 12, the transparent plate 7 is attached to the work W.
It can be effectively protected from spatter and dust. The air discharged from the air curtain nozzle 6 is exhausted 8
Exhausted from. Further, the connecting cylinder 10 integrates the light collecting means 3, the rotating mechanism 19, the air curtain nozzle 6 and the nozzle 12.
【００１５】集光レンズまたはミラーの焦点距離は１９
０mmとした。本加工ヘッドにて出力６kWのＣＯ2レーザ
ビームを集光し、鋼のレーザ切断を試みた。集光レンズ
またはミラーへの入射ビーム径は２４mm、集光点でのス
ポットサイズは０．６mmである。供試材はＳＳ４００材
である。ビームを回転させない場合は最大切断板厚が２
５mmに限定されるが、本発明の方式によれば板厚４０mm
に拡大した。また、加工ノズル１２にスチールウールを
充填した場合は、板下面へのドロス付着のない良好な切
断面が得られたが、スチールウールを充填しない場合は
ガウジングを発生し、切断が不可能であった。The focal length of the condenser lens or mirror is 19
It was set to 0 mm. This processing head focused a CO 2 laser beam with an output of 6 kW and attempted laser cutting of steel. The diameter of the incident beam on the condenser lens or mirror is 24 mm, and the spot size at the condensing point is 0.6 mm. The test material is SS400 material. The maximum cutting thickness is 2 if the beam is not rotated.
The thickness is limited to 5 mm, but according to the method of the present invention, the plate thickness is 40 mm.
Expanded to. Further, when the processing nozzle 12 was filled with steel wool, a good cut surface without dross adhesion to the lower surface of the plate was obtained, but when the steel wool was not filled, gouging occurred and cutting was impossible. It was
【００１６】[0016]
【発明の効果】以上説明した本発明に係るレーザ加工ヘ
ッドによれば、透過光学素子の数を減らした構成にて効
果的なガス流れと限界板厚の拡大を達成でき、大出力レ
ーザによる厚板切断に適したレーザ加工用ヘッドを提供
することができる。According to the laser processing head of the present invention described above, an effective gas flow and an increase in the limit plate thickness can be achieved with a structure in which the number of transmissive optical elements is reduced, and the thickness obtained by a high power laser can be increased. It is possible to provide a laser processing head suitable for cutting a plate.
【図１】本発明のレーザ加工ヘッドを模式的に示す断面
図。FIG. 1 is a sectional view schematically showing a laser processing head of the present invention.
【図２】従来のレンズで集光するビーム回転式レーザ加
工ヘッドを模式的に示す断面図。FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing a beam rotation type laser processing head that focuses light with a conventional lens.
【図３】従来のレンズで集光するレーザ加工ヘッドを模
式的に示す断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a laser processing head that focuses light with a conventional lens.
【図４】ミラーで集光するレーザ加工ノズルを模式的に
示す断面図。FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing a laser processing nozzle that collects light with a mirror.
【図５】二重構造を有するガス流路とミラーを組み合わ
せたレーザ加工ノズルを模式的に示す断面図。FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing a laser processing nozzle in which a gas passage having a double structure and a mirror are combined.
【図６】ビームの回転に伴う照射点の移動を模式的に示
す図。FIG. 6 is a diagram schematically showing movement of an irradiation point due to rotation of a beam.
１ レーザ加工ヘッド ２ 集光ミラー
３ 集光レンズ（集光手段） ４ ポーラス体
５ 透明板７のないときの光軸 ６ エアカーテン
ノズル
７ レーザ光波長にて透明な平行平板
８ エアカーテンの排出口 ９ サーボモータ
１０ 連結筒 １１ アシストガ
スノズル
１２ （旋回流抑制型）アシストガスノズル
１３ 光学系支持部材 １５ レンズホル
ダー
１７ ベアリング １８ 透明板ホル
ダー
１９ 中空サーボモータ（回転手段）
２１ 従動プーリー ２３ モータブラ
ケット
２５ 駆動プーリー ２７ ベルト
２９ 光学的に透明なウィンド ３１ ガス導入口
５１ ノズル外筒 ５２ ノズル内筒
５３ 環状流路 ５４ ノズル出口
５５ Ｏリング ＬＢ レーザビー
ム
Ｗ ワーク Ｃ カーフ1 Laser Processing Head 2 Condensing Mirror 3 Condensing Lens (Condensing Means) 4 Porous Body 5 Optical Axis without Transparent Plate 6 Air Curtain Nozzle 7 Parallel Plates Transparent at Laser Light Wavelength 8 Air Curtain Discharge Port 9 Servo Motor 10 Connection Cylinder 11 Assist Gas Nozzle 12 (Swirl Flow Suppression Type) Assist Gas Nozzle 13 Optical System Support Member 15 Lens Holder 17 Bearing 18 Transparent Plate Holder 19 Hollow Servo Motor (Rotating Means) 21 Driven Pulley 23 Motor Bracket 25 Drive Pulley 27 Belt 29 Optically transparent window 31 Gas introduction port 51 Nozzle outer cylinder 52 Nozzle inner cylinder 53 Annular flow path 54 Nozzle exit 55 O-ring LB Laser beam W Work C kerf
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 信明 千葉県富津市新富20−１ 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内 (72)発明者 山本 博之 千葉県富津市新富20−１ 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内 Ｆターム(参考） 4E068 CD01 CD08 CD15 CE03 CH03 CJ04 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor Nobuaki Ito 20-1 Shintomi, Futtsu-shi, Chiba Nippon Steel shares Company Technology Development Division (72) Inventor Hiroyuki Yamamoto 20-1 Shintomi, Futtsu-shi, Chiba Nippon Steel shares Company Technology Development Division F-term (reference) 4E068 CD01 CD08 CD15 CE03 CH03 CJ04
Claims (7)
ーザ光を集光して鋼などの熱加工を行うレーザ加工ヘッ
ドであって、加工ヘッド本体の上部にレーザビームを集
光せしめる集光手段を設け、加工ヘッド本体の中間部に
偏心レーザビームの回転手段を設け、加工ヘッド本体の
下部に前記酸素ガスがノズル外筒とノズル内筒との間に
形成される環状流路を介して供給される二重構造となっ
ており、かつ該環状流路にポーラス体を充填し、環状流
路を通った酸素ガスをノズル内で合流させて噴射するレ
ーザ加工ノズルを設けてなることを特徴とするレーザ加
工ヘッド。1. A laser processing head for concentrating a laser beam while flowing oxygen gas coaxially with the laser beam to perform thermal processing of steel or the like, and condensing the laser beam on an upper part of a processing head body. Means, the eccentric laser beam rotating means is provided in an intermediate portion of the processing head main body, and the oxygen gas is provided in a lower portion of the processing head main body through an annular flow path formed between the nozzle outer cylinder and the nozzle inner cylinder. It has a dual structure of supplying and has a laser processing nozzle for filling the annular flow passage with a porous body and merging and ejecting the oxygen gas passing through the annular flow passage in the nozzle. And laser processing head.
を特徴とする請求項１に記載のレーザ加工ヘッド。2. The laser processing head according to claim 1, wherein the porous body is steel wool.
特徴とする請求項１に記載のレーザ加工ヘッド。3. The laser processing head according to claim 1, wherein the porous body is glass wool.
ことを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工ヘッド。4. The laser processing head according to claim 1, wherein the porous body is made of porous ceramics.
レーザ加工ノズルとの間にエアカーテンを設けてなるこ
とを特徴とする請求項１〜４のいずれか1項に記載のレ
ーザ加工ヘッド。5. The laser processing head according to claim 1, further comprising an air curtain provided between the rotating means for the eccentric laser beam and the laser processing nozzle.
軸心が中空のモータを用いることを特徴とする請求項１
〜５のいずれか1項に記載のレーザ加工ヘッド。6. A motor having a hollow shaft center is used as a rotating means for the eccentric laser beam.
The laser processing head according to any one of items 1 to 5.
エアタービンを用いることを特徴とする請求項１〜５の
いずれか1項に記載のレーザ加工ヘッド。7. The laser processing head according to claim 1, wherein an air turbine is used as the rotating means for the eccentric laser beam.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002114205A JP2003311455A (en) | 2002-04-17 | 2002-04-17 | Laser beam machining head |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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|---|---|
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2076811A1 (en) * | 2006-10-02 | 2009-07-08 | Elman Ulf | Device used in wavelength modulation spectroscopy and system using such a device |
| JP2011143420A (en) * | 2010-01-12 | 2011-07-28 | Japan Unix Co Ltd | Laser machining device and machining method |
| JP4873191B2 (en) * | 2005-06-28 | 2012-02-08 | フラウンホファー ゲゼルシャフト ツール フェルドルンク デル アンゲヴァントテン フォルシュンク エー ファウ | Material drilling and removal equipment using laser beam |
| WO2016009978A1 (en) * | 2014-07-15 | 2016-01-21 | 株式会社トヨコー | Laser irradiation device |
-
2002
- 2002-04-17 JP JP2002114205A patent/JP2003311455A/en not_active Withdrawn
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| US10464167B2 (en) | 2014-07-15 | 2019-11-05 | Toyokoh Co., Ltd. | Laser irradiation apparatus |
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