JP2004230413A - Laser beam machining method and laser beam machining device - Google Patents

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JP2004230413A
JP2004230413A JP2003020470A JP2003020470A JP2004230413A JP 2004230413 A JP2004230413 A JP 2004230413A JP 2003020470 A JP2003020470 A JP 2003020470A JP 2003020470 A JP2003020470 A JP 2003020470A JP 2004230413 A JP2004230413 A JP 2004230413A
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JP
Japan
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nozzle
workpiece
spatter
agent
laser
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Withdrawn
Application number
JP2003020470A
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Japanese (ja)
Inventor
Naohiro Fujitsuka
尚宏 藤塚
Takaaki Yodosawa
孝章 淀沢
Takashi Kawade
高司 川出
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Shin Nippon Koki KK
Original Assignee
Shin Nippon Koki KK
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a laser beam machining method and a laser beam machining device which can effectively prevent the deposition of spatters. <P>SOLUTION: A work 1 is irradiated with laser beams L through a nozzle hole 20a at a center portion of a nozzle 16, and pierced. During the piercing operation, spatter preventive agent accelerated by oxygen is injected toward the work 1 from an annular nozzle hole 22a formed in an outer side of the nozzle hole 20a. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザ加工において、特に、ピアシング加工中のスパッタ付着を効果的に防止できるレーザ加工方法およびレーザ加工装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来から、レーザ加工では、酸化熱を発生させて加工速度を高めるべく、アシストガスとして酸素を用いるのが主流であるが、ワークが例えばステンレス鋼板の場合には、切断面の酸化による発錆を抑止するために酸素以外の不活性ガス、例えば窒素ガスをアシストガスとして用いる無酸化切断が行われている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
厚板のレーザ切断加工では、前作業としていわゆるピアシング加工により貫通孔(ピアシング孔)を形成するが、無酸化切断では、アシストガスとして酸素を用いる場合のような酸化熱の発生がなく、加工に伴い発生する溶融物(スパッタ)の温度が比較的低く流動性が悪いため、アシストガスとして酸素を用いる場合に比べてスパッタがピアシング孔周辺に付着し易く、これが切断作業に悪影響を及ぼし、また商品価値を低下させる原因の一つとなっている。
【0004】
そこで、一般には、予めワークの被加工面にスパッタ防止剤と称するオイル系の付着防止剤を塗布した状態でピアシング加工を行うが、スパッタ発生量が多い場合などには効果がいまひとつである。また、スパッタ防止剤が塗布されていない箇所にスパッタが飛散する場合もあり、このような場合にはスパッタの付着を防ぎ切れなかった。
【0005】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって、スパッタの付着をより効果的に防止することができるレーザ加工方法およびレーザ加工装置を提供することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明のレーザ加工方法は、レーザ光を被加工物に照射して加工を行うレーザ加工方法において、前記被加工物へのスパッタの付着を抑制するスパッタ防止剤を被加工物におけるレーザ光の照射部分に吹き付けながら加工を行うようにしたものである。
【0007】
この方法によると、被加工部分にスパッタ防止剤が塗布されるばかりでなく、加工に伴い発生するスパッタ自体がスパッタ防止剤によってコーティングされる。そして、スパッタ防止剤の吹き付け圧力が作用することによりスパッタの除去作用が促進され、その結果、被加工物へのスパッタの付着が効果的に防止されることとなる。特に、飛散するスパッタに対してもスパッタ防止剤がコーティングされるため、被加工物へのスパッタの付着がより一層効果的に防止される。さらに、スパッタ防止剤を直接又は間接的にレーザ光照射用のノズルに吹き付けることが可能となり、その結果、この場合にはノズルへのスパッタの付着を効果的に防止することができるようになる。
【0008】
一方、本発明のレーザ加工装置は、レーザ光を照射するノズルをもち、このノズルから被加工物にレーザ光を照射して加工を行うレーザ加工装置において、前記被加工物へのスパッタの付着を抑制するスパッタ防止剤を被加工物におけるレーザ光の照射部分に吹き付け可能なスパッタ防止剤供給手段と、レーザ加工中に前記スパッタ防止剤を被加工物に吹き付けるべく前記スパッタ防止剤供給手段を制御する制御手段とを備えているものである。
【0009】
この装置によると、レーザ加工中に被加工物に対してスパッタ防止剤を吹き付けながら加工を行うことが可能となる。そのため、上記のような効果を好適に得ることが可能となる。
【0010】
この構成において、スパッタ防止剤供給手段は、前記ノズルのレーザ光の照射口近傍においてこのノズルに一体に設けられる供給口を有し、この供給口から被加工物に向けて前記スパッタ防止剤を噴出するように構成されているのが好ましい。
【0011】
この構成によれば、レーザ光を照射するノズル周りの構造を複雑化することなく、被加工物に対して良好にスパッタ防止剤を吹き付けることが可能となる。この場合、特に、前記供給口として、レーザ光の前記照射口の外側にこの照射口と同心状に形状された環状の供給口を設けるようにすれば、レーザ光の照射部分に対してその周囲からムラなくスパッタ防止剤を吹き付けることが可能となるため、例えばピアシング加工においては、ピアシング孔周辺へのスパッタの付着防止効果を高めることが可能となる。
【0012】
なお、スパッタ防止剤供給手段としては、前記ノズルの近傍に配置され、かつこのノズルとは別体の専用ノズルを有し、この専用ノズルから前記スパッタ防止剤を噴出するように構成することもできる。
【0013】
この構成によれば、被加工物に対するスパッタ防止剤の吹き付け角度や噴射距離を独立して調整することが可能になるとう利点がある。
【0014】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【0015】
図1は、本発明に係るレーザ加工装置(本発明に係るレーザ加工方法を実施するレーザ加工装置)を模式的に示している。
【0016】
この図において10はレーザ加工装置の加工ヘッドである。この加工ヘッド10の先端部分は、大きく分けて集光レンズ12を保持するレンズホルダ14と、その先端(下端)に脱着可能に装着されているノズル16とから構成されており、図外のレーザ発振器から出力されるレーザビームLを集光レンズ12で集光し、ノズル16を介して加工物1の微小スポットに照射するように構成されている。
【0017】
前記ノズル16は、その内部にレーザビームLが通過する中心部の空間20とその外側の空間22とを有した二重構造を有している。これらの空間20,22は、それぞれノズル孔20a,22aを通じてノズル先端側に開口している。なお、前記ノズル16は、ノズル孔の形状等により分類される複数種類のノズル16が選択的に使用され、加工条件に応じて使い分けられるようになっている。
【0018】
前記ノズル16には、ノズル中心部の空間20に連通する第1ポート18aと、他方の空間22(以下、外側の空間22という)に連通する第2ポート18bとが設けられている。そして、第1ポート18aにアシストガス供給管26が接続される一方、第2ポート18bにスパッタ防止剤供給管28が接続されている。
【0019】
アシストガス供給管26は、図外のアシストガス供給源に通じているとともに、その途中部分には電磁バルブからなる制御バルブ32が設けられており、この制御バルブ32が開閉制御されることにより前記第1ポート18aを通じてノズル中心部分の空間20にアシストガスを供給するように構成されている。
【0020】
スパッタ防止剤供給管28は、媒体ガスとなる加速用ガスの供給源(図示省略)から導出されて第2ポート18bに接続される本管28aと、この本管28aの途中部分に合流する支管28bとから構成されている。
【0021】
本管28aには、電磁バルブからなる制御バルブ34および加速装置35が上流側から順に設けられており、この加速装置35にスパッタ防止剤ミスト化装置36から導出される前記支管28bが接続されている。
【0022】
加速装置35は、例えばアスピレータからなり、スパッタ防止剤ミスト化装置においてミスト化されたスパッタ防止剤を加速用ガス供給源から供給されるガスの流れを利用して吸引しつつその流れに合流させ加速するように構成されている。なお、スパッタ防止剤は、精製水とグリコール類およびその他の成分で構成される周知の水溶性の液体で、当実施形態では、例えば新日本工機(株)製のレーザスパッタノンタッチ水溶性No,1(商標)が使用されている。
【0023】
図示を省略しているが、前記アシストガス供給源および加速用ガス供給源は、エア(空気)、酸素(O)、窒素(N)等の複数種類のガスを選択的に供給可能に構成されており、加工物1の加工に適したガスを供給できるように構成されている。この実施形態では、後述するように加工物1はステンレス鋼板であって、そのためアシストガスとしては窒素ガス(N)が使用され、また加速用ガスとしては酸素(O)が使用される。
【0024】
このレーザ加工装置にはNC装置30が設けられており、加工ヘッド10の動作、アシストガスおよびスパッタ付着防止剤の供給等に関する全ての動作がこのNC装置30により統括的に制御されるように構成されている。また、このレーザ加工装置にはガス制御装置29が設けられており、アシストガスや加速用ガスの切換え(種類の切換え)、ガスの流量、圧力、供給のON/OFF等は前記NC装置30によりガス制御装置29を介して行われるように構成されている。
【0025】
次に、以上のようなレーザ加工装置の作用効果についてステンレス鋼板のピアシング加工が行われる場合を例に説明する。
【0026】
ピアシング加工では、まず、加工物1の被加工位置に対して加工ヘッド10が位置決めされる。この段階では、制御バルブ32,34はいずれも閉止されており、アシストガスおよびスパッタ防止剤はいずれも供給されていない。なお、ピアシング加工時には、ノズル16と加工物1とのギャップが切断加工時のギャップよりもやや広めに設定される。
【0027】
そして、ヘッド10の位置決め完了後、制御バルブ32,34が開かれるともに、加工物1に対してレーザビームLが照射されてピアシング加工が開始される。
【0028】
加工が始まると、レーザビームLにより加工物1にピアシング孔が形成され始める一方で、上記のように制御バルブ32が開かれることにより、図外の窒素ガス供給源において圧縮された窒素ガスがアシストガス供給管26を通じてノズル中心部分の空間20に導入される。これにより前記ノズル孔20aを通じて加工物1へ噴射され、その結果、ピアシング孔の形成に伴い発生する溶融物(スパッタ)がアシストガス(窒素ガス)により孔外に除去される。
【0029】
また、制御バルブ34が開かれることによりスパッタ防止剤供給管28の本管28aを通じて外側の空間22に酸素が導入されるとともに、これに伴い支管28bを通じてスパッタ防止剤が本管28aの酸素に合流する。その結果、酸素と共にスパッタ防止剤が外側の空間22に導入されて前記ノズル孔22aを通じて加工物1に噴射されることとなる。
【0030】
このようにスパッタ防止剤が噴射されると、加工物1およびその周辺にスパッタ防止剤が吹き付けられて塗布されるとともに、加工に伴い発生するスパッタがスパッタ防止剤によってコーティングされる。そして、アシストガスの吹き付け圧力に加えてスパッタ防止剤の吹き付け圧力が作用することによりスパッタの除去作用が促進され、その結果、加工物1へのスパッタの付着が効果的に防止されることとなる。特に、飛散するスパッタに対してもスパッタ防止剤が吹き付けられることにより飛散スパッタの加工物1への付着が効果的に防止されることとなる。さらに、噴射されたスパッタ防止剤が直接、又は跳ね返る等して間接的にノズル孔20a,22a周縁に塗布され、これによりノズル16へのスパッタの付着も防止されることとなる。
【0031】
このようにしてピアシング孔が形成されると(孔が加工物1を貫通すると)、レーザビームLの照射が停止されるとともに、前記制御バルブ34が閉止される。そして、切断に適した条件でアシストガスが供給され得るように制御バルブ32の開度がガス制御装置29により設定され、その後、加工ヘッド10が移動(上下動)してノズル16と加工物1とのギャップが切断時のギャップに再調整されるとともに、レーザ出力が切断に適した出力に設定された後、切断加工に移ることとなる。
【0032】
以上のように、このレーザ加工装置によるピアシング加工では、ノズル16からスパッタ防止剤を噴射することにより、加工物1にスパッタ防止剤を塗布するとともに加工に伴い発生するスパッタ自体をスパッタ防止剤によってコーティングしながら、アシストガスおよびスパッタ防止剤の吹き付け圧力によりスパッタを除去するようにしているので、加工物1から速やかにスパッタを除去することができる。従って、単に加工物の被加工面にスパッタ防止剤を塗布しておくだけの従来の手法に比べると加工物1へのスパッタの付着を極めて高いレベルで防止することができる。
【0033】
特に、上記レーザ加工装置では、ノズル16を、空間20,22aを内外に備えた二重構造とすることによってレーザビームLの照射口であるノズル孔20aの周りに円鐶状のノズル孔22aを設け、この構成により、ピアシング孔の周囲から該孔部分に向かってムラなくスパッタ防止剤を吹き付け得るように構成されているので、ピアシング孔周縁への付着を効果的に防止することができる。
【0034】
そして、このようにスパッタの付着を良好に防止できる結果、加工後のスパッタ孔やその周辺部分の美観を良好に保つことができるようになり、従来(単に加工物の被加工面にスパッタ防止剤を塗布しておくだけの従来の手法)に比べて製品品質を良好に確保できるようになる。特に、ピアシング加工後の切断加工において実施される加工ヘッド10のいわゆる倣い制御では、スパッタによる影響を受け難くなり、加工ヘッド10を加工物1に沿ってスムーズかつ適切に移動させることが可能となり、良好な切断面を得ることができるようになる。
【0035】
ところで、以上説明したレーザ加工装置は、本発明に係るレーザ加工装置の一の実施形態、つまり本発明にかかるレーザ加工方法を実施することができるレーザ加工装置の一例であって、その具体的な構成は本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、以下のような態様を採用することもできる。
【0036】
▲1▼ 上記実施形態では、レーザビームLの照射口であるノズル孔20aの周りに円鐶状のノズル孔22aを形成し、このノズル孔22aからスパッタ防止剤を噴射させるようにしているが、ノズル孔20aの周りに断続的に複数のノズル孔を並べて形成し、これらのノズル孔からスパッタ防止剤を噴出させるようにしてもよい。この場合、スパッタ防止剤を噴射させるノズル孔は一つであっても構わない。
【0037】
▲2▼ また、図2に示すようにノズル16のノズル孔20aの近傍であって、その側方に別途ノズル40を設け、このノズル40からスパッタ防止剤を噴出させるようにしてもよい。この場合、ノズル40は、加工ヘッド10に設けられていてもよいし、また加工ヘッド10とは別体に設けられているものであってもよい。要は、ピアシング加工時に、加工物1の被加工部分(ピアシング孔)にスパッタ防止剤を吹き付けることができる構成であればよい。このようにレーザ照射用のノズル16とは別にスパッタ防止剤専用のノズル40を設ける構成によると、加工物1に対するスパッタ防止剤の吹き付け角度や噴射距離を独立して調整することが可能になるとう利点がある。
【0038】
▲3▼ 当実施形態では、酸素(O)を圧送しながらこれにスパッタ防止剤を合流させることによって酸素(O)を媒体としてスパッタ防止剤をノズル16から噴射させるように構成されているが、この媒体ガスは必ずしも酸素(O)である必要はなく、例えばエア(空気)やその他のガスで代用することも可能である。
【0039】
▲4▼ この実施形態では、ステンレス鋼板を加工物1としているため、無酸化加工を行うべくアシストガスとして窒素ガスを使用し、また加速用ガスとして酸素を使用しているが、例えば加工物1がステンレス以外の材質である場合には、アシストガスとして酸素を使用することにより加工中の酸化熱の作用を利用して迅速に加工を行うとともに、加速用ガスとして窒素ガス等の不活性ガスを使用するようにしてもよい。要するに、アシストガスおよび加速用ガスの種類は、最適な条件で加工が行われ得るように加工物1の材質に応じて適宜組み合わせるようにすればよい。
【0040】
▲5▼ スパッタ防止剤供給管28の途中部分に電空レギュレータ等の圧力制御手段を設けることにより、ノズル16(図2の例ではノズル40)から噴射されるスパッタ防止剤の噴出圧力を調整可能に構成してもよい。これによれば、加工物1の材質、レーザビームLの出力、アシストガスの種類等との加工条件との関係でスパッタ防止剤の噴出圧力を変化させることにより、その加工条件に応じてスパッタ付着防止効果をより良好に発揮させることができるようになる。
【0041】
なお、実施形態では、ピアシング加工を行う場合について説明したが、上記のレーザ加工装置によれば、その後の切断加工においてもスパッタ防止剤を吹き付けながら切断加工を行うことにより、切断加工においてドロス(溶融物)の排出効果を得ることもできる。
【0042】
【発明の効果】
以上のように、本発明では、被加工物に向けてスパッタ防止剤を吹き付けながら加工を行うことにより、被加工面にスパッタ防止剤を塗布するばかりでなく、加工に伴い発生するスパッタ自体をスパッタ防止剤によってコーティングし、その結果、アシストガスやスパッタ防止剤の吹き付け圧力によりスパッタの除去作用が促進されるようにしたので、被加工面にスパッタ防止剤を塗布しておくだけの従来の手法に比べると被加工物へのスパッタの付着を極めて高いレベルで防止することができ、その結果、製品品質をより良好に確保できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかるレーザ加工装置を示す構成概略図である。
【図2】本発明にかかるレーザ加工装置の別の実施形態を示す構成概略図である。
【符号の説明】
L レーザビーム
10 ヘッド
14 レンズホルダ
16 ノズル
20,22 空間
20a,22a ノズル孔
26 アシストガス供給管
28 スパッタ防止剤供給管
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a laser processing method and a laser processing apparatus that can effectively prevent spatter adhesion during piercing processing in laser processing.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in laser processing, oxygen is mainly used as an assist gas to generate oxidation heat and increase the processing speed. However, when the workpiece is a stainless steel plate, for example, rusting due to oxidation of the cut surface is caused. In order to suppress, non-oxidative cutting using an inert gas other than oxygen, for example, nitrogen gas as an assist gas is performed.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In laser cutting of thick plates, through-holes (piercing holes) are formed by so-called piercing as a pre-operation, but in non-oxidative cutting, there is no generation of oxidation heat as in the case of using oxygen as an assist gas. The resulting melt (spatter) has a relatively low temperature and poor fluidity, so spatter tends to adhere to the periphery of the piercing hole compared to when oxygen is used as an assist gas, which adversely affects the cutting operation and This is one of the causes of the decline in value.
[0004]
Therefore, in general, the piercing process is performed in a state where an oil-based adhesion preventing agent called an anti-sputtering agent is applied in advance to the work surface of the workpiece, but the effect is not so great when the amount of spatter generation is large. Further, there are cases where the spatter is scattered at a place where the anti-sputtering agent is not applied. In such a case, the adhesion of the spatter could not be prevented.
[0005]
This invention is made | formed in view of this situation, Comprising: It aims at providing the laser processing method and laser processing apparatus which can prevent the adhesion of a spatter more effectively.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, a laser processing method of the present invention is a laser processing method in which processing is performed by irradiating a workpiece with laser light, and an anti-spattering agent that suppresses spatter adhesion to the workpiece is provided. The processing is performed while spraying the irradiated portion of the laser beam on the workpiece.
[0007]
According to this method, not only the anti-sputtering agent is applied to the part to be processed, but also the spatter itself generated during processing is coated with the anti-sputtering agent. And, the spraying action of the spatter inhibitor acts to promote the removal of spatter, and as a result, the spatter adherence to the workpiece is effectively prevented. In particular, since the spatter inhibitor is coated against scattered spatter, adhesion of the spatter to the workpiece is more effectively prevented. Furthermore, it becomes possible to spray the anti-sputtering agent directly or indirectly onto the nozzle for laser light irradiation. As a result, in this case, it is possible to effectively prevent the spatter from adhering to the nozzle.
[0008]
On the other hand, the laser processing apparatus of the present invention has a nozzle that irradiates laser light, and in the laser processing apparatus that performs processing by irradiating the workpiece with laser light from this nozzle, spatter adheres to the workpiece. An anti-spatter agent supplying means capable of spraying the anti-spatter agent to be applied to the laser beam irradiated portion of the workpiece, and controlling the anti-sputter agent supplying means to spray the anti-sputter agent onto the workpiece during laser processing. And a control means.
[0009]
According to this apparatus, it is possible to perform processing while spraying an anti-spattering agent on the workpiece during laser processing. Therefore, it is possible to suitably obtain the above effects.
[0010]
In this configuration, the anti-spatter agent supplying means has a supply port provided integrally with the nozzle in the vicinity of the laser beam irradiation port of the nozzle, and the sputter agent is ejected from the supply port toward the workpiece. It is preferable to be configured to do so.
[0011]
According to this configuration, it is possible to spray the anti-sputtering agent well on the workpiece without complicating the structure around the nozzle that irradiates the laser beam. In this case, in particular, if an annular supply port formed concentrically with the irradiation port is provided outside the irradiation port of the laser light as the supply port, the periphery of the irradiation portion of the laser light is provided. Therefore, it is possible to spray an anti-spattering agent without any unevenness. For example, in piercing processing, it is possible to enhance the effect of preventing the adhesion of spatter around the piercing hole.
[0012]
The anti-sputtering agent supply means may be arranged near the nozzle and have a dedicated nozzle separate from the nozzle, and the anti-sputtering agent may be ejected from the dedicated nozzle. .
[0013]
According to this structure, there exists an advantage that it becomes possible to adjust independently the spraying angle and spraying distance of the sputter | spatter inhibitor with respect to a workpiece.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0015]
FIG. 1 schematically shows a laser processing apparatus according to the present invention (a laser processing apparatus for performing the laser processing method according to the present invention).
[0016]
In this figure, reference numeral 10 denotes a processing head of a laser processing apparatus. A tip portion of the processing head 10 is roughly composed of a lens holder 14 that holds the condenser lens 12 and a nozzle 16 that is detachably attached to the tip (lower end). The laser beam L output from the oscillator is condensed by the condenser lens 12 and irradiated to a minute spot of the workpiece 1 through the nozzle 16.
[0017]
The nozzle 16 has a double structure having a central space 20 through which the laser beam L passes and a space 22 outside thereof. These spaces 20 and 22 are opened to the nozzle tip side through nozzle holes 20a and 22a, respectively. As the nozzle 16, a plurality of types of nozzles 16 classified according to the shape of the nozzle hole and the like are selectively used, and can be selectively used according to processing conditions.
[0018]
The nozzle 16 is provided with a first port 18a that communicates with the space 20 at the center of the nozzle and a second port 18b that communicates with the other space 22 (hereinafter referred to as the outer space 22). An assist gas supply pipe 26 is connected to the first port 18a, and an anti-spatter supply pipe 28 is connected to the second port 18b.
[0019]
The assist gas supply pipe 26 communicates with an assist gas supply source (not shown), and a control valve 32 including an electromagnetic valve is provided in the middle of the assist gas supply pipe 26. The control valve 32 is controlled to open and close as described above. The assist gas is configured to be supplied to the space 20 in the central portion of the nozzle through the first port 18a.
[0020]
The anti-spatter agent supply pipe 28 is derived from an acceleration gas supply source (not shown) serving as a medium gas and connected to the second port 18b, and a branch pipe that joins the middle part of the main pipe 28a. 28b.
[0021]
The main pipe 28a is provided with a control valve 34 comprising an electromagnetic valve and an accelerator 35 in order from the upstream side. The branch pipe 28b led out from the anti-spatter agent mist generator 36 is connected to the accelerator 35. Yes.
[0022]
The acceleration device 35 is composed of, for example, an aspirator, and accelerates by accelerating the spattering agent mist formed in the spattering agent mist generation device while sucking it using the flow of gas supplied from the acceleration gas supply source. Is configured to do. The anti-sputtering agent is a well-known water-soluble liquid composed of purified water, glycols, and other components. In this embodiment, for example, laser sputtering non-touch water-soluble No. manufactured by Shin Nippon Koki Co., Ltd. 1 (trademark) is used.
[0023]
Although not shown, the assist gas supply source and the acceleration gas supply source can selectively supply a plurality of types of gases such as air (air), oxygen (O 2 ), and nitrogen (N 2 ). It is comprised, and it is comprised so that the gas suitable for the process of the workpiece 1 can be supplied. In this embodiment, as will be described later, the workpiece 1 is a stainless steel plate. Therefore, nitrogen gas (N 2 ) is used as the assist gas, and oxygen (O 2 ) is used as the acceleration gas.
[0024]
This laser processing apparatus is provided with an NC device 30, and is configured so that all operations related to the operation of the processing head 10, the supply of the assist gas and the spatter adhesion preventive agent, etc. are comprehensively controlled by this NC device 30. Has been. Further, this laser processing apparatus is provided with a gas control device 29, and the NC device 30 is used to switch assist gas and acceleration gas (switching types), gas flow rate, pressure, supply ON / OFF, and the like. It is configured to be performed via the gas control device 29.
[0025]
Next, the case where piercing of a stainless steel plate is performed will be described as an example with respect to the operational effects of the laser processing apparatus as described above.
[0026]
In the piercing process, first, the machining head 10 is positioned with respect to the machining position of the workpiece 1. At this stage, both the control valves 32 and 34 are closed, and neither the assist gas nor the spatter inhibitor is supplied. In the piercing process, the gap between the nozzle 16 and the workpiece 1 is set to be slightly wider than the gap in the cutting process.
[0027]
After the positioning of the head 10 is completed, the control valves 32 and 34 are opened, and the workpiece 1 is irradiated with the laser beam L to start piercing processing.
[0028]
When machining starts, piercing holes begin to be formed in the workpiece 1 by the laser beam L, while the control valve 32 is opened as described above, so that nitrogen gas compressed in a nitrogen gas supply source outside the figure assists. The gas is introduced into the space 20 at the center of the nozzle through the gas supply pipe 26. As a result, it is sprayed onto the workpiece 1 through the nozzle hole 20a, and as a result, the melt (sputter) generated along with the formation of the piercing hole is removed outside the hole by the assist gas (nitrogen gas).
[0029]
Further, when the control valve 34 is opened, oxygen is introduced into the outer space 22 through the main pipe 28a of the anti-spatter agent supply pipe 28, and the anti-sputter agent merges with oxygen in the main pipe 28a through the branch pipe 28b. To do. As a result, the spatter inhibitor together with oxygen is introduced into the outer space 22 and is sprayed onto the workpiece 1 through the nozzle hole 22a.
[0030]
When the anti-spattering agent is sprayed in this way, the anti-spattering agent is sprayed and applied to the workpiece 1 and its periphery, and spatters generated during processing are coated with the anti-sputtering agent. Then, the spraying action of the spatter inhibitor acts in addition to the spraying pressure of the assist gas, thereby promoting the action of removing the spatter. As a result, the adhesion of the spatter to the workpiece 1 is effectively prevented. . In particular, adhesion of scattered spatter to the workpiece 1 is effectively prevented by spraying the spatter preventing agent against spatter that is scattered. Further, the sprayed anti-spattering agent is applied directly or indirectly to the peripheral edges of the nozzle holes 20a and 22a by rebounding, thereby preventing the spatter from adhering to the nozzle 16.
[0031]
When the piercing hole is formed in this way (when the hole penetrates the workpiece 1), the irradiation of the laser beam L is stopped and the control valve 34 is closed. Then, the opening degree of the control valve 32 is set by the gas control device 29 so that the assist gas can be supplied under conditions suitable for cutting, and then the machining head 10 moves (moves up and down) and the nozzle 16 and the workpiece 1 are moved. The gap is readjusted to the gap at the time of cutting, and after the laser output is set to an output suitable for cutting, the cutting process is started.
[0032]
As described above, in the piercing processing by the laser processing apparatus, the spatter preventing agent is applied to the workpiece 1 by spraying the spatter preventing agent from the nozzle 16, and the spatter generated by the processing is coated with the spatter preventing agent. However, since the spatter is removed by the spray pressure of the assist gas and the spatter inhibitor, the spatter can be quickly removed from the workpiece 1. Therefore, it is possible to prevent the spatter from adhering to the workpiece 1 at a very high level as compared with the conventional method in which the anti-spatter agent is simply applied to the workpiece surface.
[0033]
In particular, in the laser processing apparatus described above, the nozzle 16 has a double structure having the spaces 20 and 22a inside and outside, so that the circular nozzle hole 22a is formed around the nozzle hole 20a that is the irradiation port of the laser beam L. With this configuration, the anti-spattering agent can be sprayed uniformly from the periphery of the piercing hole toward the hole portion, so that adhesion to the periphery of the piercing hole can be effectively prevented.
[0034]
And as a result of being able to prevent spatter adhesion well in this way, it becomes possible to maintain a good appearance of the sputter hole after processing and its peripheral part. Compared with the conventional method of simply applying the coating, product quality can be ensured better. In particular, in so-called copying control of the machining head 10 performed in the cutting process after piercing, it becomes difficult to be affected by sputtering, and the machining head 10 can be moved along the workpiece 1 smoothly and appropriately. A good cut surface can be obtained.
[0035]
The laser processing apparatus described above is an embodiment of the laser processing apparatus according to the present invention, that is, an example of a laser processing apparatus that can perform the laser processing method according to the present invention. The configuration can be appropriately changed without departing from the gist of the present invention. For example, the following aspects can also be adopted.
[0036]
(1) In the above embodiment, the circular nozzle hole 22a is formed around the nozzle hole 20a that is the irradiation port of the laser beam L, and the spatter preventing agent is sprayed from the nozzle hole 22a. A plurality of nozzle holes may be intermittently arranged around the nozzle hole 20a, and the spatter inhibitor may be ejected from these nozzle holes. In this case, there may be only one nozzle hole for injecting the spatter inhibitor.
[0037]
(2) Further, as shown in FIG. 2, a nozzle 40 may be separately provided in the vicinity of the nozzle hole 20 a of the nozzle 16, and a sputter inhibitor may be ejected from the nozzle 40. In this case, the nozzle 40 may be provided in the processing head 10, or may be provided separately from the processing head 10. The point is that any anti-spattering agent may be sprayed onto the part to be processed (piercing hole) of the workpiece 1 during the piercing process. As described above, according to the configuration in which the nozzle 40 dedicated to the anti-sputtering agent is provided separately from the nozzle 16 for laser irradiation, the spraying angle and the spraying distance of the anti-sputtering agent on the workpiece 1 can be adjusted independently. There are advantages.
[0038]
( 3 ) In the present embodiment, the anti-sputtering agent is jetted from the nozzle 16 using oxygen (O 2 ) as a medium by pumping oxygen (O 2 ) and joining the anti-sputtering agent thereto. However, the medium gas is not necessarily oxygen (O 2 ), and for example, air (air) or other gas can be substituted.
[0039]
(4) In this embodiment, since the stainless steel plate is used as the workpiece 1, nitrogen gas is used as an assist gas and oxygen is used as an accelerating gas for performing non-oxidation processing. Is made of a material other than stainless steel, oxygen is used as an assist gas to quickly process using the action of oxidation heat during processing, and an inert gas such as nitrogen gas is used as an accelerating gas. It may be used. In short, the types of the assist gas and the accelerating gas may be appropriately combined according to the material of the workpiece 1 so that the processing can be performed under optimum conditions.
[0040]
(5) By providing pressure control means such as an electropneumatic regulator in the middle of the spatter inhibitor supply pipe 28, the spout pressure of the spatter inhibitor sprayed from the nozzle 16 (nozzle 40 in the example of FIG. 2) can be adjusted. You may comprise. According to this, by changing the ejection pressure of the spatter inhibitor in accordance with the processing conditions such as the material of the workpiece 1, the output of the laser beam L, the type of assist gas, etc., the spatter adheres according to the processing conditions. The prevention effect can be exhibited better.
[0041]
In the embodiment, the case where the piercing process is performed has been described. However, according to the laser processing apparatus described above, the dross (melting) is performed in the cutting process by performing the cutting process while spraying the spatter inhibitor in the subsequent cutting process. Can also be obtained.
[0042]
【The invention's effect】
As described above, in the present invention, by performing the processing while spraying the anti-spattering agent toward the workpiece, not only the anti-sputtering agent is applied to the surface to be processed, but also the sputter itself generated by the processing is sputtered. As a result, the spatter removal action is accelerated by the spraying pressure of the assist gas or anti-sputtering agent, so that the conventional technique is simply applied to the surface to be processed. In comparison, it is possible to prevent the spatter from adhering to the workpiece at an extremely high level, and as a result, it is possible to ensure better product quality.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a laser processing apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing another embodiment of the laser processing apparatus according to the present invention.
[Explanation of symbols]
L Laser beam 10 Head 14 Lens holder 16 Nozzle 20, 22 Space 20a, 22a Nozzle hole 26 Assist gas supply pipe 28 Anti-spatter supply pipe

Claims (5)

レーザ光を被加工物に照射して加工を行うレーザ加工方法において、前記被加工物へのスパッタの付着を抑制するスパッタ防止剤を被加工物におけるレーザ光の照射部分に吹き付けながら加工を行うことを特徴とするレーザ加工方法。In a laser processing method in which processing is performed by irradiating a workpiece with laser light, processing is performed while spraying an anti-spattering agent that suppresses spatter adhesion to the workpiece onto the irradiated portion of the laser beam on the workpiece. A laser processing method characterized by the above. レーザ光を照射するノズルをもち、このノズルから被加工物にレーザ光を照射して加工を行うレーザ加工装置において、
前記被加工物へのスパッタの付着を抑制するスパッタ防止剤を被加工物におけるレーザ光の照射部分に吹き付け可能なスパッタ防止剤供給手段と、レーザ加工中に前記スパッタ防止剤を被加工物に吹き付けるべく前記スパッタ防止剤供給手段を制御する制御手段とを備えていることを特徴とするレーザ加工装置。
In a laser processing apparatus that has a nozzle for irradiating laser light and performs processing by irradiating the workpiece with laser light from this nozzle,
An anti-sputter agent supplying means capable of spraying an anti-spattering agent that suppresses the adhesion of spatter to the workpiece to the laser-irradiated portion of the workpiece, and spraying the anti-sputter agent to the workpiece during laser processing. And a control means for controlling the anti-spatter agent supply means.
請求項2に記載のレーザ加工装置において、
前記スパッタ防止剤供給手段は、前記ノズルのレーザ光の照射口近傍においてこのノズルに一体に設けられる供給口を有し、この供給口から被加工物に向けて前記スパッタ防止剤を噴出することを特徴とするレーザ加工装置。
In the laser processing apparatus of Claim 2,
The anti-spatter agent supply means has a supply port provided integrally with the nozzle in the vicinity of the laser beam irradiation port of the nozzle, and the sputter agent is ejected from the supply port toward the workpiece. A featured laser processing apparatus.
請求項3に記載のレーザ加工装置において、
前記供給口として、レーザ光の前記照射口の外側にこの照射口と同心状に形状される環状の供給口を有することを特徴とするレーザ加工装置。
In the laser processing apparatus of Claim 3,
A laser processing apparatus comprising an annular supply port formed concentrically with the irradiation port on the outside of the irradiation port for laser light as the supply port.
請求項2に記載のレーザ加工装置において、
前記スパッタ防止剤供給手段は、前記ノズルの近傍に配置され、かつこのノズルとは別体の専用ノズルを有し、この専用ノズルから前記スパッタ防止剤を噴出することを特徴とするレーザ加工装置。
In the laser processing apparatus of Claim 2,
The laser processing apparatus, wherein the anti-sputtering agent supply means is disposed in the vicinity of the nozzle, has a dedicated nozzle separate from the nozzle, and ejects the anti-sputtering agent from the dedicated nozzle.
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