JP2009000698A - Laser beam machining device and laser beam machining method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、レーザ加工装置及びレーザ加工方法に係り、特に加工対象物にノズルが接触したことによる損傷を防止すると共に、簡易な構成でノズルの復元精度を向上させるためのレーザ加工装置及びレーザ加工方法に関する。 The present invention relates to a laser processing apparatus and a laser processing method, and more particularly to a laser processing apparatus and laser processing for preventing damage caused by contact of a nozzle with an object to be processed and improving the restoration accuracy of the nozzle with a simple configuration. Regarding the method.
従来、レーザ加工装置によるレーザ加工時には、不活性ガス等のアシストガスを使用し、この不活性ガスをレーザ光の照射位置に噴出することで、レーザ光を樹脂等のワーク(加工対象物)に照射し、レーザ加工を行ったときに生じるドロスや加工塵を吹き飛ばし、ワークにゴミ等が付着させずに高精度な加工を実現している。 Conventionally, at the time of laser processing by a laser processing apparatus, an assist gas such as an inert gas is used, and this inert gas is ejected to the irradiation position of the laser beam, so that the laser beam is applied to a workpiece such as a resin (processing object). Irradiated and laser-processed dross and processing dust are blown away, and high-precision processing is realized without causing dust or the like to adhere to the workpiece.
また、一般的なレーザ加工装置では、アシストガスを効率的にワークの加工箇所付近に噴出させるために、ノズルを設け、そのノズルをワークに近づけてワークの形状に対応した位置からガスの噴出を行っている。 Also, in a general laser processing apparatus, a nozzle is provided in order to efficiently eject the assist gas to the vicinity of the workpiece processing position, and the nozzle is brought close to the workpiece to eject gas from a position corresponding to the shape of the workpiece. Is going.
ここで、ワークの加工位置が変わる場合には、ノズルの位置を移動させるが、移動時にノズルをワークやワーク等を保持する治具等に接触させてしまうことがある。そこで、ワーク等へのノズルによる損傷を回避するための技術が存在する(例えば、特許文献1,2等参照。)。 Here, when the processing position of the workpiece changes, the position of the nozzle is moved, but the nozzle may be brought into contact with the workpiece or a jig for holding the workpiece during the movement. Therefore, there is a technique for avoiding damage to the workpiece or the like by the nozzle (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
特許文献1に示されている技術では、レーザ加工装置は、レーザ発振器から出力されたレーザ光を集光して照射し、ワークの切断や溶接等の加工を行うレーザ加工光学系を備える。このレーザ加工光学系を備えたレーザ加工ヘッドは、レーザ光が案内される固定ユニットと、集光光学系を内蔵した可動ユニットと、固定ユニットと可動ユニットの間に設けられた弾性保持手段とを有する。可動ユニットは、弾性保持手段によりワーク加工面の凹凸や傾きに追従する接触式ワーク倣い機構を構成している。このワーク倣い機構により、集光光学系からワーク加工位置までの距離が常時略一定に保持されてレーザ光によるワークの倣い加工が行われる。 In the technique disclosed in Patent Document 1, a laser processing apparatus includes a laser processing optical system that collects and irradiates laser light output from a laser oscillator and performs processing such as workpiece cutting and welding. A laser processing head equipped with this laser processing optical system includes a fixed unit for guiding laser light, a movable unit incorporating a condensing optical system, and an elastic holding means provided between the fixed unit and the movable unit. Have. The movable unit constitutes a contact-type workpiece copying mechanism that follows unevenness and inclination of the workpiece processing surface by means of elastic holding means. By this workpiece copying mechanism, the distance from the condensing optical system to the workpiece processing position is always kept substantially constant, and the workpiece is copied by laser light.
また、特許文献2に示されている技術では、ノズルをノズルホルダに取り付けたレーザトーチは、トーチホルダのテーパ凹面と、ノズルホルダのテーパ面との嵌め合いにより、取り付けと同時に鉛直軸線が合致して位置決めができる。そして、トーチホルダのマグネットと、ノズルホルダのマグネット間に吸引力を作用させて、トーチホルダに取り付けたレーザトーチを保持する。また、マグネットの対向間隔を調整ネジにより調整して、マグネットの吸引力によるレーザトーチの保持力を最適な保持力に調整することができる。
ところで、一般的にノズルがレーザ加工中の移動でワーク等に接触すると、アライメントの位置がずれてしまう可能性があるため、ノズルのセット位置やレーザ加工位置がずれてしまう場合がある。 By the way, generally, when the nozzle contacts the workpiece or the like during movement during laser processing, there is a possibility that the alignment position may be shifted, so the nozzle setting position or laser processing position may be shifted.
このとき、上述した特許文献1に示されているようなばねが伸びることでノズルを逃がす機構の場合、元の位置に正確に復旧させるための機構が複雑である。また、特許文献2に示されているようなマグネットによる機構の場合、衝撃の方向によって動作しにくいことがあり、再調整等が必要になる。 At this time, in the case of a mechanism for releasing the nozzle by extending the spring as shown in Patent Document 1 described above, a mechanism for accurately restoring the original position is complicated. Further, in the case of a mechanism using a magnet as shown in Patent Document 2, it may be difficult to operate depending on the direction of impact, and readjustment or the like is necessary.
したがって、上述したような問題を解決するには、ノズルがワーク等に接触した場合にもノズルやワークを破損させず、接触により動いたノズルを容易に元の位置に正確に戻す機構による復元精度の高いレーザ加工を行うことが必要となる。 Therefore, in order to solve the above-described problems, even when the nozzle contacts the workpiece, the nozzle and the workpiece are not damaged, and the restoration accuracy by the mechanism that easily returns the nozzle moved by the contact to the original position easily. High laser processing is required.
本発明は、上述した問題点に鑑みなされたものであり、加工対象物(ワーク)にノズルが接触したことによる損傷を防止すると共に、簡易な構成で復元精度を向上させるためのレーザ加工装置及びレーザ加工方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems. A laser processing apparatus for preventing damage caused by contact of a nozzle with a workpiece (workpiece) and improving restoration accuracy with a simple configuration, and An object is to provide a laser processing method.
上述の目的を達成するために、本発明は、加工対象物の形状に対応した位置から所定の加工位置にアシストガスを噴射しながらレーザ光を照射してレーザ加工を行うレーザ加工装置において、レーザ光を出射するレーザ発振器と、前記レーザ発振器からのレーザ光をレンズ光学系で集光し、前記加工位置に照射させると共に、前記アシストガスを噴射するノズルユニットと、前記ノズルユニットを所定位置に移動させるためのノズルユニット駆動手段と、前記ノズルユニットが前記加工対象物と接触したことを検知する検知手段と、前記検知手段により得られる検知結果を通知する通知手段とを有し、前記ノズルユニットは、前記接触により垂直方向に対して発生した外力を緩衝する垂直方向緩衝手段と、前記接触により水平方向に対して発生した外力を緩衝する前記垂直方向緩衝手段とは異なる水平方向緩衝手段とが設けられていることを特徴とする。これにより、加工対象物にノズルが接触したことによる損傷を防止すると共に、簡易な構成でノズルの復元精度を向上させることができる。 In order to achieve the above-described object, the present invention provides a laser processing apparatus that performs laser processing by irradiating a laser beam while injecting an assist gas from a position corresponding to the shape of an object to be processed to a predetermined processing position. A laser oscillator that emits light, a laser beam from the laser oscillator is condensed by a lens optical system, and is irradiated onto the processing position, and a nozzle unit that ejects the assist gas, and the nozzle unit is moved to a predetermined position Nozzle unit driving means for causing the nozzle unit to be in contact with the workpiece, and detecting means for detecting that the nozzle unit is in contact with the workpiece, and notification means for notifying the detection result obtained by the detecting means, Vertical buffer means for buffering an external force generated in the vertical direction by the contact; The said vertical buffer means for buffering the external force, characterized in that the different horizontal buffer means. Accordingly, it is possible to prevent damage due to the nozzle coming into contact with the object to be processed and to improve the restoration accuracy of the nozzle with a simple configuration.
更に、前記ノズルユニットの垂直方向緩衝手段は、弾性部材により構成されていることが好ましい。これにより、垂直方向に対しての移動を容易に行うことができると共に、迅速かつ高精度に元の位置へ復元することができる。 Further, it is preferable that the vertical buffering means of the nozzle unit is constituted by an elastic member. As a result, the movement in the vertical direction can be easily performed, and the original position can be quickly and accurately restored.
更に、前記ノズルユニットの水平方向緩衝手段は、磁性部材により構成されていることが好ましい。これにより、水平方向に対しての移動を容易に行うことができると共に、迅速かつ高精度に元の位置へ復元することができる。 Furthermore, it is preferable that the horizontal buffering means of the nozzle unit is made of a magnetic member. As a result, the movement in the horizontal direction can be easily performed, and the original position can be quickly and accurately restored.
更に、前記検知手段により、前記ノズルユニットと前記加工対象物との接触を検知した場合、前記レーザ発振器におけるレーザ光の出射、及び前記ノズルユニット駆動手段におけるノズルユニットの移動を中止するよう制御する制御手段を有することが好ましい。これにより、エラー発生時にレーザ加工を迅速に中止することができるため、加工対象物等の損傷を防止し、高精度な加工を実現することができる。 Further, when the detection unit detects contact between the nozzle unit and the object to be processed, control is performed to stop the emission of the laser light from the laser oscillator and the movement of the nozzle unit by the nozzle unit driving unit. It is preferable to have a means. Thereby, since laser processing can be stopped quickly when an error occurs, damage to the object to be processed and the like can be prevented, and high-precision processing can be realized.
また本発明は、加工対象物の形状に対応した位置から所定の加工位置にアシストガスを噴射しながらレーザ光を照射してレーザ加工を行うレーザ加工方法において、レーザ発振器によりレーザ光を出射するレーザ光出射ステップと、所定位置に移動可能なノズルユニットに設けられるレンズ光学系により前記レーザ発振器からのレーザ光を集光して、前記加工位置に照射させると共に、前記アシストガスを噴射する加工ステップと、前記ノズルユニットが前記加工対象物と接触したことを検知する検知ステップと、前記検知ステップにより得られる検知結果を通知する通知ステップとを有し、前記ノズルユニットには、前記接触により垂直方向に対して発生した外力を緩衝する垂直方向緩衝手段と、前記接触により水平方向に対して発生した外力を緩衝する前記垂直方向緩衝手段とは異なる水平方向緩衝手段とが設けられていることを特徴とする。これにより、加工対象物にノズルが接触したことによる損傷を防止すると共に、簡易な構成でノズルの復元精度を向上させることができる。 According to another aspect of the present invention, there is provided a laser processing method for performing laser processing by irradiating a laser beam while injecting an assist gas from a position corresponding to the shape of an object to be processed to a predetermined processing position. A light emitting step, a processing step of condensing the laser light from the laser oscillator by a lens optical system provided in a nozzle unit movable to a predetermined position, irradiating the processing position, and injecting the assist gas; A detection step for detecting that the nozzle unit has come into contact with the object to be processed; and a notification step for notifying a detection result obtained by the detection step. The vertical direction buffering means for buffering the external force generated with respect to the horizontal direction is generated by the contact. Characterized in that the different horizontal buffer means is provided between the vertical buffering means for buffering the force. Accordingly, it is possible to prevent damage due to the nozzle coming into contact with the object to be processed and to improve the restoration accuracy of the nozzle with a simple configuration.
更に、前記ノズルユニットの垂直方向緩衝手段は、弾性部材により構成されていることが好ましい。これにより、垂直方向に対しての移動を容易に行うことができると共に、迅速かつ高精度に元の位置へ復元することができる。 Further, it is preferable that the vertical buffering means of the nozzle unit is constituted by an elastic member. As a result, the movement in the vertical direction can be easily performed, and the original position can be quickly and accurately restored.
更に、前記ノズルユニットの水平方向緩衝手段は、磁性部材により構成されていることが好ましい。これにより、水平方向に対しての移動を容易に行うことができると共に、迅速かつ高精度に元の位置へ復元することができる。 Furthermore, it is preferable that the horizontal buffering means of the nozzle unit is made of a magnetic member. As a result, the movement in the horizontal direction can be easily performed, and the original position can be quickly and accurately restored.
更に、前記検知ステップにより、前記ノズルユニットと前記加工対象物との接触を検知した場合、前記レーザ発振器におけるレーザ光の出射、及び前記ノズルユニットの移動を中止するよう制御する制御ステップを有することが好ましい。これにより、エラー発生時にレーザ加工を迅速に中止することができるため、加工対象物等の損傷を防止し、高精度な加工を実現することができる。 Furthermore, when the contact between the nozzle unit and the object to be processed is detected by the detection step, there is a control step for controlling to stop the emission of the laser beam and the movement of the nozzle unit in the laser oscillator. preferable. Thereby, since laser processing can be stopped quickly when an error occurs, damage to the object to be processed and the like can be prevented, and high-precision processing can be realized.
本発明によれば、加工対象物にノズルが接触したことによる損傷を防止すると共に、簡易な構成でノズルの復元精度を向上させることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, while the damage by the nozzle contacting the process target object can be prevented, the restoration | restoration precision of a nozzle can be improved with a simple structure.
以下に、上述したような特徴を有する本発明におけるレーザ加工装置及びレーザ加工方法を好適に実施した形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下の説明では、レーザ加工の一例として、例えば加工対象物であるプラズマディスプレイパネル等に用いられる樹脂層等に所定のレーザ光を照射してパターン形成を行う処理について説明するが、本発明においてはこれに限定されず、例えば穴あけ、溶接、切断、アニール等の各種レーザ加工に広く適用することができる。 Hereinafter, embodiments in which a laser processing apparatus and a laser processing method according to the present invention having the above-described features are suitably implemented will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, as an example of laser processing, a process for forming a pattern by irradiating a predetermined laser beam onto a resin layer or the like used for a plasma display panel or the like that is an object to be processed will be described. However, the present invention is not limited to this, and can be widely applied to various laser processing such as drilling, welding, cutting, and annealing.
<第1の実施形態>
<レーザ加工装置:装置構成>
図1は、本実施形態におけるレーザ加工装置の一構成例を示す図である。図1に示すレーザ加工装置10は、レーザ発振器11と、反射ミラー12と、ノズルユニット13と、
ガス供給手段14と、ノズルユニット駆動手段15と、接触検知手段16と、通知手段17と、制御手段18とを有するよう構成されている。
<First Embodiment>
<Laser processing equipment: Equipment configuration>
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a laser processing apparatus according to the present embodiment. A laser processing apparatus 10 shown in FIG. 1 includes a laser oscillator 11, a
The
図1に示すレーザ発振器11は、加工対象物である樹脂や金属等からなるワーク1に所定のパターン形成を行うため、制御手段18から得られる制御信号に基づいて、所定のタイミングで所定の強さのパルスレーザ光を出射する。ここで、本実施形態におけるレーザ光は、例えばYAGレーザ等を用いることができる。なお、その他にも、例えばCO2レーザやエキシマレーザ等を用いることができ、本発明におけるレーザ光の種類については特に限定されるものではない。つまり、ワーク1の材質や厚み、どのような加工(例えば、穴あけ、溶接、切断、アニール等)を行うか等の各種加工条件等により任意に選択することができる。 Since the laser oscillator 11 shown in FIG. 1 forms a predetermined pattern on the workpiece 1 made of resin, metal, or the like, which is a processing target, the laser oscillator 11 has a predetermined strength at a predetermined timing based on a control signal obtained from the control means 18. The pulse laser beam is emitted. Here, for example, a YAG laser or the like can be used as the laser light in the present embodiment. In addition, for example, a CO 2 laser, an excimer laser, or the like can be used, and the type of laser light in the present invention is not particularly limited. That is, it can be arbitrarily selected according to various processing conditions such as the material and thickness of the workpiece 1 and what processing (for example, drilling, welding, cutting, annealing, etc.) is performed.
反射ミラー12は、レーザ発振器11から出射されたレーザ光をノズルユニット13に入光させる方向へと導く。
The
また、ノズルユニット13は、レーザ発振器11から得られるレーザ光を入光し、所定の形状に結像してワーク1の所定箇所に照射するためのレンズ光学系が設けられており、ノズルの先端から出射されるレーザ光によりワーク1の所定箇所のレーザ加工を実現する。
The
また、ノズルユニット13は、ガス供給手段14により得られるアシストガスをノズルの先端よりワーク1のレーザ加工位置付近に噴射する。
Further, the
更に、ノズルユニット13は、ノズルユニット駆動手段15により、図1に示すXYZ方向への移動を行うことができ、ワーク1の形状に合わせて適切な位置(例えば、所定の加工位置付近)に移動がなされ、所定位置でレーザ光を照射させてレーザ加工を行うことができる。
Further, the
また、ノズルユニット13は、先端がワーク1に接触した際に垂直方向(Z軸方向、縦方向)からの加重(外力)に対してばね等の弾性部材で押し付ける緩衝機構を設ける。また、ノズルユニット13は、水平方向(XY方向、横方向)からの外力に対してマグネット等の磁性部材による緩衝機構を設ける。これにより、ワーク1等との接触等によるノズルユニット13の垂直方向及び水平方向の外力に対して効果的に回避することができ、簡易な機構で復元精度も高くすることができる。なお、ノズルユニット13の具体例については後述する。
Further, the
ガス供給手段14は、制御手段18からの制御信号により、ノズルユニット13を介してノズル先端からワーク1の加工部付近にアシストガスを噴出させるためのガスを供給する。なお、アシストガスとしては、例えば、酸素、窒素、空気、アルゴン等を用いることができる。これにより、加工部を酸化させて溶融反応を促進させたり、ドロスを吹き飛ばしたりすることができる。
In response to a control signal from the control means 18, the gas supply means 14 supplies a gas for ejecting an assist gas from the nozzle tip to the vicinity of the processing portion of the workpiece 1 via the
また、ノズルユニット駆動手段15は、制御手段18からの制御信号により、ノズルユニットを所定位置に移動させる。これにより、ノズルユニット13をワーク1の形状に対応させて移動させながら、レーザ加工を行うことができる。
Further, the nozzle unit driving means 15 moves the nozzle unit to a predetermined position by a control signal from the control means 18. Thereby, laser processing can be performed while moving the
また、接触検知手段16は、ノズルユニット13がワーク1等と接触した場合に、接触を検知し、その信号を制御手段18に出力する。なお、接触検知手段16は、ばね等の弾性部材等によるZ軸方向への緩衝実行時と、マグネット等の磁性部材等によるXY方向への緩衝実行時とをそれぞれ別々に検知する。
Further, when the
また、通知手段17は、モニタ等の画面表示手段やスピーカ等の音声出力手段等を有し、制御手段18によるエラー信号等により、ユーザや管理者等にエラーメッセージを画面表示したり、警報(アラーム)等を音声出力することで通知を行う。例えば、通知手段17は、エラー検知時には、接触検知手段16により、接触検知手段16は、ばね等の弾性部材等によるZ軸方向への緩衝実行時と、マグネット等の磁性部材等によるXY方向への緩衝実行時とをそれぞれ別々に検知することができるため、単なるエラー検知のメッセージだけでなく、例えば、検知内容に対応したメッセージ(例えば、「垂直方向での接触を検知しました。」、「水平方向での接触を検知しました。」等)を通知してもよい。
The
なお、通知手段17は、制御手段18から得られる制御信号等に基づき、通常実行の開始や終了のメッセージ等を通常処理実行に関するメッセージを通知してもよい。
Note that the notifying
制御手段18は、本実施形態における各機能全体の制御を行う。具体的には、制御手段18は、レーザ発振器11、ガス供給手段14、ノズルユニット駆動手段15、及び、接触検知手段16等における駆動等の制御を行う。具体的には、制御手段18は、レーザ発振器11によるレーザ光の照射の強さやタイミング等を制御し、ガス供給手段14によるガスの供給の開始、終了のタイミングやガス供給量等を制御し、ノズルユニット駆動手段15によるノズルユニット13の移動の開始、終了のタイミング、移動速度、移動位置等を制御し、接触検知手段16からの検知信号や正常実行時に基づく通知内容等を設定し、通知手段17により通知させるための制御等を行う。
The control means 18 controls each function in the present embodiment. Specifically, the
なお、制御手段18は、接触を検知した場合には、エラーメッセージやアラーム等を通知手段17により出力させるだけでなく、レーザ加工装置10の駆動機構(例えば、ノズルユニット駆動手段15における動作や、ガス供給手段14における動作)を中止(一時停止)にすると共に、レーザ発振器11に設けられたレーザ光を出力するためのレーザ穴のシャッタを閉じる等の制御を行い、レーザ加工を中止(一時停止)するよう制御を行うこともできる。この場合、復帰させるためには、安全のために、例えば、ユーザや管理者等がリセットスイッチ等を押して加工を再スタートするための処理を行う。
Note that when the contact is detected, the
上述したレーザ加工装置10の構成により、ワーク1にノズルが接触したことによる損傷を防止すると共に、簡易な構成でノズルの復元精度を向上させることができる。つまり、マグネット保持による水平方向の緩衝機構、及び、ばねによる垂直方向の緩衝機構の2種類の機構を組み合わせて、効果的な衝突対応型のレーザ加工装置を実現することができる。 With the configuration of the laser processing apparatus 10 described above, damage due to contact of the nozzle with the workpiece 1 can be prevented, and the restoration accuracy of the nozzle can be improved with a simple configuration. That is, an effective collision-response type laser processing apparatus can be realized by combining two types of mechanisms, a horizontal buffering mechanism using a magnet holding and a vertical buffering mechanism using a spring.
なお、図1に示すレーザ加工装置10においては、ワーク1は、固定されているものし、ノズルユニット13をノズルユニット駆動手段15により駆動させて加工を行う例を示したが、本発明においてはこれに限定されず、例えば、ワーク1をステージ等にセットし、ワーク1をセットしたステージをXYZ方向に駆動させるワーク駆動手段等を設け、ノズルユニット13を固定して、ステージのみを移動させるようにしてもよく、ノズルユニット13と、ステージを両方移動可能にした構成にしてもよい。
In the laser processing apparatus 10 shown in FIG. 1, the workpiece 1 is fixed and the
<ノズルユニット13について>
次に、ノズルユニット13の具体例について図を用いて説明する。図2は、ノズルユニットの一例を示す図である。図2に示すノズルユニット13は、垂直方向緩衝手段21と、水平方向緩衝手段22と、レンズ光学系23と、ガス供給部24と、ノズル端部25と、センサ26とを有するよう構成されている。また、ノズルユニット13には、空洞部30が設けられており、レーザ光2は、その中を通ってノズルユニット13の先端からワーク1の所定の加工位置にレーザ光を照射させてワーク1の加工を行う。
<About the
Next, a specific example of the
ノズルユニット13において、垂直方向緩衝手段21は、Z軸方向に対して弾性部材により摺動することで、ノズル端部25の先端がワーク1に接触しZ軸方向に外力が加わった場合にもノズルユニット13やワーク1の損傷を防止することができる。なお、垂直方向緩衝部材21の具体的な構成については後述する。
In the
また、水平方向緩衝手段22は、例えば2枚の永久磁石等のマグネット部材31−1,31−2を設け、磁気吸着により両者を一体的に組み付けて固定している。これにより、例えばノズル端部25に、横方向からの外力が加わった場合に、マグネット部材31−1,31−2が外れることにより、ワーク1等の損傷を防止することができる。なお、水平方向緩衝手段22における動作例については後述する。
Moreover, the horizontal direction buffer means 22 is provided with magnet members 31-1, 31-2 such as two permanent magnets, for example, and both are integrally assembled and fixed by magnetic attraction. Thereby, for example, when an external force from the lateral direction is applied to the
レンズ光学系23は、空洞部30に入光したレーザ光2を所定形状に集光するための光学系であり、少なくとも1枚の凹凸レンズ等から構成されている。
The lens
また、ガス供給部24は、アシストガスを供給するための供給口である。供給されたアシストガスは、図2に示す下方へと流れていき、ノズル端部25の先端からワーク1の加工位置付近に噴射される。また、ノズル端部25は、マグネット部材31−2からレーザ光やアシストガスが出力される先端部までの構成全般を示している。また、センサ部26は、ワーク1にノズルユニットが衝突、接触した場合に、垂直方向緩衝手段21又は水平方向緩衝手段22の変化を検知し、その検知信号を制御手段18に出力する。
The
<垂直方向緩衝手段21>
次に、垂直方向緩衝手段21の具体的な構成について図を用いて説明する。図3は、図2におけるA〜A方向の断面を示す図である。図3に示すように、垂直方向緩衝手段21は、コンタクトスイッチ41と、フランジ付リニアブシュ42と、プランジャ部43とを有するよう構成されている。なお、図3の例では、プランジャ部43は、リニアブシュ42の左右に設けられて(43−1,43−2)、1つのリニアブシュ42と、2つのプランジャ部43がセットで三組(42a〜c、43−1a〜43−1c、43−2a〜43−2c)が均等に配置されている。
<Vertical direction buffer 21>
Next, a specific configuration of the vertical buffer 21 will be described with reference to the drawings. FIG. 3 is a diagram showing a cross-section in the AA direction in FIG. 2. As shown in FIG. 3, the vertical cushioning means 21 is configured to include a
また、図4は、図3におけるB、C、D方向における垂直方向断面の一例を示す図である。なお、図4(a)はB方向、図4(b)はC方向、図4(c)はD方向に対する例を示している。 4 is a diagram showing an example of a vertical cross section in the B, C, and D directions in FIG. 4A shows an example in the B direction, FIG. 4B shows an example in the C direction, and FIG. 4C shows an example in the D direction.
なお、図4に示すように、垂直方向緩衝手段21を構成する上下のフレーム部51−1,51−2は、Oリング等の緩衝部材により隙間が設けられている。 As shown in FIG. 4, the upper and lower frame parts 51-1 and 51-2 constituting the vertical cushioning means 21 are provided with a gap by a cushioning member such as an O-ring.
図4(a)に示すコンタクトスイッチ41は、ノズル端部25がワーク1に接触することにより、Z軸方向に対して外力が加わったことを検知する。なお、コンタクトスイッチ41は、具体的には、コンタクト式の電気接点を設け、圧力測定と同時に電気回路の開閉を行い、異常圧力時の警報用として使用される。また、コンタクトスイッチ41は、異常を検知すると、その検知信号を制御手段18に出力する。
The
また、図4(b)に示すリニアブシュ42は、Z軸方向に外力が加わった場合に上下運動を可能にするための摺動型の緩衝機構であり、ノズルユニット13を正規位置に付勢保持する付勢手段である。なお、リニアブシュ42は、例えば、熱給油ブシュ等を用いることができる。
Further, the
また、図4(c)に示すプランジャ部43は、Z軸方向に外力が加わるとノズルユニット13の押し付けにより、ある荷重(例えば、約10kgf)までをばね等によりシリンダー内を往復し外力を緩衝させることができる。
4C, when an external force is applied in the Z-axis direction, the
これにより、上下方向の緩衝を効果的に行うことができる。なお、本発明における弾性部材は、上述したばねに限定されず、例えば、形状記憶合金で形成されたフィルム等を用いてもよい。 Thereby, the buffer of an up-down direction can be performed effectively. In addition, the elastic member in this invention is not limited to the spring mentioned above, For example, you may use the film etc. which were formed with the shape memory alloy.
<水平方向緩衝手段22>
図5は、水平方向緩衝手段の動作を説明するための一例の図である。例えば、図5に示すように、ワーク1にノズル端部25が接触した場合、接触したノズル端部が、横方向に外力を受ける。このとき、マグネット部材31−1,31−2は一時的に外れることになる。センサ部26は、マグネット部材31−1と、マグネット部材31−2の一部が外れたことを検知し、その検知信号を制御手段18に出力する。
<Horizontal cushioning means 22>
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of the operation of the horizontal buffering means. For example, as shown in FIG. 5, when the
なお、上述した垂直方向緩衝手段21又は水平方向緩衝手段22は、ノズルユニット13全体の構成において、ねじ等によりユニットのそれぞれの構成が固定されている部分の直後に設けられることが好ましい。つまり、全体の剛性や、調整し易さにより垂直方向緩衝手段21又は水平方向緩衝手段22の位置が設定される。また、上述の実施形態では、ワーク1に近くに水平方向緩衝手段22を設け、水平方向緩衝手段22よりも離れた位置に垂直方向緩衝手段21を設けているが、本発明においてはこれに限定されず、垂直方向緩衝手段21の方をワーク1に近い位置に設けてもよく、また、同じ位置に垂直方向緩衝手段21及び水平方向緩衝手段22を設けてもよい。
In addition, it is preferable that the vertical direction buffering means 21 or the horizontal direction buffering means 22 described above is provided immediately after a portion in which the configuration of each unit is fixed by screws or the like in the overall configuration of the
上述したように本発明によれば、加工対象物(ワーク)にノズルが接触したことによる損傷を防止すると共に、簡易な構成でノズルの復元精度を向上させることができる。つまり、マグネット保持による水平方向の緩衝機構、及び、ばねによる垂直方向の緩衝機構の2種類の機構を組み合わせて、効果的な衝突対応型のレーザ加工装置を実現することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to prevent damage caused by the nozzle coming into contact with the workpiece (workpiece) and improve the accuracy of restoring the nozzle with a simple configuration. That is, an effective collision-response type laser processing apparatus can be realized by combining two types of mechanisms, a horizontal buffering mechanism using a magnet holding and a vertical buffering mechanism using a spring.
以上、本発明の好ましい実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、変更が可能である。 The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, but the present invention is not limited to such specific embodiments, and various modifications can be made within the scope of the gist of the present invention described in the claims. Can be changed.
10 レーザ加工装置
11 レーザ発振器
12 反射ミラー
13 ノズルユニット
14 ガス供給手段
15 ノズルユニット駆動手段
16 接触検知手段
17 通知手段
18 制御手段
21 垂直方向緩衝手段
22 水平方向緩衝手段
23 レンズ光学系
24 ガス供給部
25 ノズル端部
26 センサ
30 空洞部
31 マグネット部材
41 コンタクトスイッチ
42 リニアブシュ
43 プランジャ部
51 フレーム部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Laser processing apparatus 11
Claims (8)
レーザ光を出射するレーザ発振器と、
前記レーザ発振器からのレーザ光をレンズ光学系で集光し、前記加工位置に照射させると共に、前記アシストガスを噴射するノズルユニットと、
前記ノズルユニットを所定位置に移動させるためのノズルユニット駆動手段と、
前記ノズルユニットが前記加工対象物と接触したことを検知する検知手段と、
前記検知手段により得られる検知結果を通知する通知手段とを有し、
前記ノズルユニットは、前記接触により垂直方向に対して発生した外力を緩衝する垂直方向緩衝手段と、前記接触により水平方向に対して発生した外力を緩衝する前記垂直方向緩衝手段とは異なる水平方向緩衝手段とが設けられていることを特徴とするレーザ加工装置。 In a laser processing apparatus that performs laser processing by irradiating a laser beam while injecting an assist gas from a position corresponding to the shape of a processing object to a predetermined processing position,
A laser oscillator that emits laser light;
Condensing laser light from the laser oscillator with a lens optical system, irradiating the processing position, and a nozzle unit for injecting the assist gas;
Nozzle unit driving means for moving the nozzle unit to a predetermined position;
Detecting means for detecting that the nozzle unit is in contact with the workpiece;
Notification means for notifying the detection result obtained by the detection means,
The nozzle unit includes a vertical buffer that buffers external force generated in the vertical direction by the contact, and a horizontal buffer that is different from the vertical buffer that buffers external force generated in the horizontal direction by the contact. And a laser processing apparatus.
レーザ発振器によりレーザ光を出射するレーザ光出射ステップと、
所定位置に移動可能なノズルユニットに設けられるレンズ光学系により前記レーザ発振器からのレーザ光を集光して、前記加工位置に照射させると共に、前記アシストガスを噴射する加工ステップと、
前記ノズルユニットが前記加工対象物と接触したことを検知する検知ステップと、
前記検知ステップにより得られる検知結果を通知する通知ステップとを有し、
前記ノズルユニットには、前記接触により垂直方向に対して発生した外力を緩衝する垂直方向緩衝手段と、前記接触により水平方向に対して発生した外力を緩衝する前記垂直方向緩衝手段とは異なる水平方向緩衝手段とが設けられていることを特徴とするレーザ加工方法。 In a laser processing method for performing laser processing by irradiating a laser beam while injecting an assist gas from a position corresponding to the shape of a processing object to a predetermined processing position,
A laser beam emitting step of emitting laser beam by a laser oscillator;
A processing step of condensing laser light from the laser oscillator by a lens optical system provided in a nozzle unit movable to a predetermined position, irradiating the processing position, and injecting the assist gas;
A detection step of detecting that the nozzle unit is in contact with the workpiece;
A notification step of notifying the detection result obtained by the detection step,
The nozzle unit has a horizontal direction different from the vertical direction buffering means for buffering the external force generated in the vertical direction by the contact and the vertical direction buffering means for buffering the external force generated in the horizontal direction by the contact. A laser processing method, comprising: a buffer means.
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102012208731A1 (en) * | 2012-05-24 | 2013-11-28 | Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg | Additional axis cutting head useful in a laser cutting machine, comprises a base body for receiving cutting optics, a nozzle body, a carriage for the movement of the cutting optics and the nozzle body, and an overload protection device |
KR20200091384A (en) * | 2017-10-13 | 2020-07-30 | 시노바 에스.에이 | Apparatus and assembly of apparatus for machining a workpiece with a laser beam guided by a fluid jet |
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Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102012208731A1 (en) * | 2012-05-24 | 2013-11-28 | Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg | Additional axis cutting head useful in a laser cutting machine, comprises a base body for receiving cutting optics, a nozzle body, a carriage for the movement of the cutting optics and the nozzle body, and an overload protection device |
DE102012208731B4 (en) * | 2012-05-24 | 2014-04-30 | Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg | Additional axis cutting head with overload protection and laser cutting machine |
US11697175B2 (en) | 2017-10-05 | 2023-07-11 | Synova S.A. | Apparatus for machining a workpiece with a laser beam |
KR20200091384A (en) * | 2017-10-13 | 2020-07-30 | 시노바 에스.에이 | Apparatus and assembly of apparatus for machining a workpiece with a laser beam guided by a fluid jet |
JP2020536747A (en) * | 2017-10-13 | 2020-12-17 | シノヴァ エスアーSynova Sa | Equipment for processing materials to be processed using a laser beam and how to assemble the equipment |
KR102665599B1 (en) * | 2017-10-13 | 2024-05-14 | 시노바 에스.에이 | Devices and assemblies of devices for machining workpieces with a laser beam guided in a fluid jet |
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