JP2015205296A - レーザー加工装置 - Google Patents
レーザー加工装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2015205296A JP2015205296A JP2014086409A JP2014086409A JP2015205296A JP 2015205296 A JP2015205296 A JP 2015205296A JP 2014086409 A JP2014086409 A JP 2014086409A JP 2014086409 A JP2014086409 A JP 2014086409A JP 2015205296 A JP2015205296 A JP 2015205296A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- nozzle
- fluid
- liquid column
- laser processing
- laser
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000012545 processing Methods 0.000 title claims abstract description 60
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 119
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 93
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 14
- 238000007599 discharging Methods 0.000 abstract description 3
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 40
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 7
- 230000001012 protector Effects 0.000 description 6
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 3
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
Description
一方、反対に、ノズル押さえの剛性を確保するためにノズル押さえの厚みを大きくすると、加工ヘッド全体が大きくなり、ノズルと被加工物との間の距離が大きくなる。この場合、液柱が被加工物に到達するまでに乱れやすくなり、やはり加工精度の悪化を招く場合がある。
このような構成の本発明では、ガイド部がノズル押さえとは別体で形成されているので、ガイド部の製作が容易となり、また、ガイド部の形状に関する設計の自由度が高くなる。
このような構成の本発明では、ガイド部が逆円錐状の凹部を有するので、ガイド部に供給された流体が、液柱の流れを阻害することなく液柱の流れを整える。また、液柱の液体がガイド部内に留まった場合であっても、ガイド部の逆円錐状の凹部によって液体が下方に移動し、ガイド部の最下端に形成された流体排出通路から排出される。したがって、ガイド部内に液体が溜まるのが防止される。
このような構成の本発明では、ノズル及びノズル押さえが、ハウジングに形成された、互いに交わる少なくとも2つの面に対して固定されることにより、ノズルの軸の傾きが防止され、ノズルのハウジングへの固定がより確実となる。
このような構成の本発明では、ノズル押さえの先端に凹部が形成されているので、例えば被加工物に当たってはね返った液体がノズル押さえの先端に付着した場合でも、付着した液体が凹部に沿って外側に移動して、凹部の外縁から下方に落ちる。したがってノズル押さえの先端に液体が付着して留まるのが防止され、付着した液体による液柱の乱れを防止することができる。
このような構成の本発明では、空間が流れ変更流路を有するので、流体供給通路からの流体が、流れ変更流路によってノズルの軸に沿った方向に変更され、空間からガイド部に供給される。流体供給通路からの流体が、ノズルの軸に沿った方向の流れに変更されるので、ノズルから噴射される液柱に流体が直接当たるのが防止される。したがって流体供給通路からの流体によって、液柱が乱されることなく整流される。
このような構成の本発明では、流体供給通路がガイド部の半径方向に対して角度を有してガイド部に開口しているので、ノズルから噴射される液柱に流体が直接当たるのが防止される。したがって流体供給通路からの流体によって、液柱が乱されることなく整流される。
このような構成の本発明では、ノズル押さえに形成された縮径部とハウジングとの間の空間によって分配通路が形成されるので、ノズル押さえに縮径部を形成し、ハウジングに取り付けることによって分配通路が形成される。したがってノズル押さえには縮径部を形成すればよいから、分配通路の形成が容易になる。
図1は、本発明の一実施形態に係るレーザー加工装置1の全体概略図である。また、図2は、本発明の一実施形態に係るレーザー加工装置1の一部拡大図である。なお、図1における上下方向を本実施形態におけるレーザー加工装置1の上下方向として説明する。
図1に示すように、本実施形態のレーザー加工装置1は、レーザー加工ヘッド2と、このレーザー加工ヘッド2を通って被加工物Wにレーザーを照射する光学装置4と、被加工物Wに噴流液体である水を高圧で噴射するための液体噴射手段6と、噴射された液柱の流れを整流するための整流手段8と、を備えている。
ノズル押さえ18の上面には、凹部26が形成されており、この凹部26にノズル14の下部が嵌合されている。凹部26は、ノズル押さえ18の上方に向かって開口しており、開口した側とは反対側の底面26Aと、その周囲の内周面26Bとを有する。ノズル押さえ18がハウジング10の凹部20に収納されてノズル14を固定した状態では、ノズル押さえ18の凹部26の底面26Aにノズル14の下面14Aが当接するとともに、ノズル押さえ18の外周面である雄ねじ24がハウジング10の凹部20において内周面20Bの下端の雌ねじ22に螺合する。ここで、ハウジング10の凹部16の底面16A及びハウジング10の凹部20の底面20Aと、凹部20の内周面20Bとは互いに直交しているので、ノズル押さえ18は、ハウジング10に対して互いに直交する2つの面で間接的に当接し、上向きの付勢力が与えられ、固定されている。また、このような固定構造により、ノズル14の下面14Aとノズル押さえ18の凹部26の底面26Aが当接するとともに、これに直交するノズル押さえ18の凹部26の内周面26Bとノズルの外周面14Bが当接することによって、ノズル14がノズル押さえ18の凹部26に嵌合されている。したがって、ノズル14は、その下方をノズル押さえ18に対して互いに直交する2つの面で間接的に当接及び固定されている。
レーザー光学系は、レーザー発振器30から出射されたレーザーを光ファイバ等でレーザー加工ヘッド2に導くと共に、このレーザーをレーザー加工ヘッド2内のノズル孔12の上端の開口近傍の位置で集光させるように構成されている。なお、図1のレーザー加工ヘッド2内には、図示しない集光レンズによって集光されたレーザーの光路のみが示されている。
グリーンレーザーは、2倍波(SHG)YAGレーザーであり、波長が532nmである。グリーンレーザーは、YAGレーザー(波長1064nm)やCO2レーザー(波長10.6μm)と異なり、水を通過しやすい特徴を有するため、噴流液体として安価で入手が容易な水を使用する場合には、レーザーの伝搬効率を向上させることができる。また、水に吸収され難いため、熱レンズの発生を抑制することで、レーザー加工ヘッド2内のノズル孔12の開口近傍の位置に精度よくレーザーを導くことが容易となる。このため、ノズル14の損傷を防止するとともに、安定した加工品質を確保することができる。
ガイド部材42の上面42Aとノズル14の下面14Aとの間には隙間が形成されている。また、ガイド部材42の外周面の上端には、ガイド部材42の外周面の直径よりも小さい直径の円筒状の縮径部60が形成され、縮径部60とガイド部材42の外周面との間に段差が形成されている。このような形状により、ガイド部材42、ノズル14、及びノズル押さえ18の間には、空間62が形成されている。空間62は、ガイド部材42の上面と、ノズル14の下面14Aとの間に形成された円柱状あるいはディスク状の上部空間62Aと、上部空間62Aの下方に設けられ、ガイド部材42の縮径部60とノズル押さえ18の凹部54の内周面との間に形成された環状あるいは円筒形の下部空間62Bとを有する。
流体供給手段50は、流体供給源66と、流体供給源66から供給される圧縮空気の圧力を制御する流体コントローラ68と、を有する。流体コントローラ68は、流体供給管48に接続されている。
被加工物Wをレーザー加工する場合には、被加工物Wをノズル14の下方の載置台Tに載置する。次に、レーザー発振器30からレーザーを出射させると、レーザーは、レーザー光学系28に入射し、レーザー加工ヘッド2内に導かれる。レーザーは、レーザー光学系28の集光レンズ等によって、ノズル孔12の上端開口の位置近傍に集光される。
一方、液体噴射手段6は、液体供給源32からの水を高圧ポンプ36で圧送し、液体流路40を通ってノズル14から噴流液柱Fを被加工物Wに向かって噴出する。なお、このとき、噴出された噴流液柱Fの径は、ノズル孔12の孔径よりもわずかに大きくなる。噴流液柱Fは、ガイド部材42の連通孔58とノズル押さえ18の連通孔70とによって構成された流体排出通路52を通って被加工物Wに到達する。レーザー光学系28によってノズル孔12の上端開口近傍に集光されたレーザーは、噴流液柱F内を全反射しながら噴流液柱Fに導かれ、被加工物Wまで到達して被加工物Wをレーザー加工する。
流体はその後、上部空間62Aに外周下方から流れ込み、ノズル14の下面14Aに当たって再び半径方向内方に向かい、ガイド部材42のガイド部56に入る。逆円錐状のガイド部56内で流体は徐々に絞られながら噴流液柱Fの周りに供給され、噴流液柱Fの流れを整える。流体は、噴流液柱Fとともに連通孔58及び液体排出通路52を通って被加工物W側に排出される。流体は、液体排出通路52から出た後は、被加工物Wに当たった水や加工時に発生したドロス等を被加工物W上から排除する。
ノズル押さえ18内にガイド部材42、流体供給通路44、及び流体排出通路52が形成されているので、従来のようにノズル押さえとプロテクタキャップとを別体で設ける必要がなく、ノズル押さえ18の厚み等の寸法を従来の構造より大きく設定することができ、ノズル押さえ18の剛性を向上させることができる。これにより、ノズル押さえ18によってノズル14をより確実に固定することができ、ノズル14の軸が傾くのを防止することができる。また、ノズル押さえ18内に整流手段8の一部を形成することができるので、ノズル14の確実な固定を実現しながら、レーザー加工ヘッド2の大型化を回避することができる。以上のような構造により、本実施形態のレーザー加工装置では、例えば5軸加工を行う場合であっても精度の高い加工を行うことができる。
さらに、ノズル押さえ18の外周面の雄ねじ24がハウジング10の凹部20の内周面20Bの雌ねじ22と螺合することによって、ノズル押さえ18及びノズル14がハウジング10に締め込まれる。その結果、上方向への付勢力によって、ハウジング10、ノズル14、及びノズル押さえ18の各面を歪みのない適切な位置で当接、固定及び嵌合することができ、ノズル14の軸の傾きを防止することができる。
流体供給通路は、前述の実施形態のようにガイド部の水平方向に沿って半径方向内側に向かって形成されているものに限らず、例えばガイド部の半径方向に対して角度を有して形成されていてもよい。図4は、本発明に係るレーザー加工装置の整流手段の変形例を示す図であり、図5は、図4のV−V断面図である。これらの図4及び図5に示すように、ノズル押さえ80に形成された複数の流体供給通路82は、ガイド部材84の半径方向に対して角度を有して配置されている。具体的には、流体供給通路82は、それぞれ、ガイド部材84の上部に形成された円柱状の空間86の接線方向に開口している。このような構造の流体供給通路82では、流体供給通路82から供給される流体が直接液柱に当たらないので、噴流液柱を乱すのを防止することができる。
ノズル押さえの先端の凹部は、ノズル14側に凹んだ形状となっていればよく、例えば円錐状でも、半球状でも任意の形状を採用することができる。また、この凹部は、必ずしも設けられていなくてもよい。
分配流路は、ノズル押さえに形成された縮径部とハウジングとの間に形成された空間によって構成されているものに限らず、ノズル押さえあるいはハウジングに環状の孔を形成してもよい。
2 レーザー加工ヘッド
4 光学装置
6 液体噴射手段
8 整流手段
10 ハウジング
14 ノズル
18,80 ノズル押さえ
42,84 ガイド部材
44,82 流体供給通路
46 分配流路
52 流体排出通路
56 ガイド部
62,86 空間
Claims (8)
- 液柱内に導かれたレーザーにより被加工物を加工するレーザー加工装置であって、
液体を噴射して前記液柱を形成するノズルと、
前記液柱内にレーザー光源からのレーザーを集光させるレーザー光学装置と、
前記液柱の流れを整える整流手段と、を備え、
前記整流手段は、前記液柱の周りに供給された流体によって前記液柱の流れを整えるガイド部と、前記ガイド部に流体を供給するための流体供給通路と、前記ガイド部から前記流体を排出するための流体排出通路と、を有し、
前記ノズルは、ハウジング内に収容されるとともに、ノズル押さえによってハウジング内に固定され、
前記ノズル押さえ内に、前記ガイド部、前記流体供給通路、及び前記流体排出通路が形成されている、
ことを特徴とするレーザー加工装置。 - 前記ガイド部は、前記ノズル押さえとは別体で形成されるとともに、前記ノズル押さえに形成された凹部内に収容される、
請求項1に記載のレーザー加工装置。 - 前記ガイド部は、逆円錐状の凹部を有し、前記流体排出通路は、前記ガイド部の最下端に形成されている、
請求項1または請求項2に記載のレーザー加工装置。 - 前記ノズル及び前記ノズル押さえは、前記ハウジングに形成された、互いに交わる少なくとも2つの面に対して固定される、
請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のレーザー加工装置。 - 前記ノズル押さえの先端には、前記ノズル側に凹んだ凹部が形成されている、
請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のレーザー加工装置。 - 前記ガイド部と前記ノズルとの間には空間が形成され、前記空間は、前記流体供給通路から供給された流体の流れ方向を、前記ノズルの軸に沿った方向に変える流れ変更流路を有する、
請求項1から請求項5のいずれか1項に記載のレーザー加工装置。 - 前記流体供給通路は、前記ガイド部の半径方向に対して角度を有して前記ガイド部に開口している、
請求項1から請求項5のいずれか1項に記載のレーザー加工装置。 - 前記ノズル押さえには、縮径部が形成され、前記縮径部と前記ハウジングとの間に形成される空間により、前記流体供給通路に流体を分配する分配通路が形成される、
請求項1から請求項7のいずれか1項に記載のレーザー加工装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014086409A JP6318428B2 (ja) | 2014-04-18 | 2014-04-18 | レーザー加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014086409A JP6318428B2 (ja) | 2014-04-18 | 2014-04-18 | レーザー加工装置 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018016397A Division JP6511665B2 (ja) | 2018-02-01 | 2018-02-01 | レーザー加工装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015205296A true JP2015205296A (ja) | 2015-11-19 |
JP6318428B2 JP6318428B2 (ja) | 2018-05-09 |
Family
ID=54602606
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014086409A Active JP6318428B2 (ja) | 2014-04-18 | 2014-04-18 | レーザー加工装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6318428B2 (ja) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008519691A (ja) * | 2004-11-10 | 2008-06-12 | シノヴァ エスアー | 材料処理用の流体ジェットを発生する方法及び装置、並びにそのような装置に使用する流体ノズル |
JP2009241138A (ja) * | 2008-03-31 | 2009-10-22 | Sugino Mach Ltd | レーザー加工装置 |
JP2009291807A (ja) * | 2008-06-04 | 2009-12-17 | Disco Abrasive Syst Ltd | レーザー加工装置 |
JP2012210661A (ja) * | 2007-09-28 | 2012-11-01 | Sugino Machine Ltd | 噴流液柱内に導かれたレーザー光によるレーザー加工装置 |
-
2014
- 2014-04-18 JP JP2014086409A patent/JP6318428B2/ja active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008519691A (ja) * | 2004-11-10 | 2008-06-12 | シノヴァ エスアー | 材料処理用の流体ジェットを発生する方法及び装置、並びにそのような装置に使用する流体ノズル |
JP2012210661A (ja) * | 2007-09-28 | 2012-11-01 | Sugino Machine Ltd | 噴流液柱内に導かれたレーザー光によるレーザー加工装置 |
JP2009241138A (ja) * | 2008-03-31 | 2009-10-22 | Sugino Mach Ltd | レーザー加工装置 |
JP2009291807A (ja) * | 2008-06-04 | 2009-12-17 | Disco Abrasive Syst Ltd | レーザー加工装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6318428B2 (ja) | 2018-05-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5877432B2 (ja) | レーザー加工装置 | |
JP5035653B2 (ja) | ハイブリッドレーザ加工装置 | |
CN102292188B (zh) | 用于提高机加工过程可靠性的方法和装置 | |
JP5882927B2 (ja) | 材料処理用の流体ジェットを発生する方法及び装置、並びにそのような装置に使用する流体ノズル | |
TWI391202B (zh) | A laser processing apparatus, a manufacturing method of a laser processing apparatus, and a laser processing method | |
KR20090033143A (ko) | 분사류 액체 칼럼 내에 도입된 레이저 광을 이용한 레이저 가공 장치 | |
JP2007021569A (ja) | ハイブリッドレーザ加工装置 | |
US20170189993A1 (en) | Nozzle for laser cutting with an internal moveable element and a sleeve with low relative permittivity | |
JP2011041963A (ja) | レーザ加工装置におけるレーザ加工ヘッド | |
JP2010234373A (ja) | レーザ加工用ノズル及びレーザ加工装置 | |
JP2018079512A (ja) | レーザー加工装置 | |
JP5740886B2 (ja) | レーザ加工装置 | |
JP6318428B2 (ja) | レーザー加工装置 | |
JP4123390B2 (ja) | ハイブリッド加工装置およびハイブリッド加工方法 | |
TW201600175A (zh) | 用於把一種從噴射裝置的給出裝置的給出開口出來的黏性介質聚焦的裝置,噴射系統及生產設備 | |
JP2016030264A (ja) | レーザ加工ヘッド | |
JP6002586B2 (ja) | ノズル及び粉塵の付着防止方法 | |
JP2009190082A (ja) | レーザ加工装置 | |
JP2009291807A (ja) | レーザー加工装置 | |
JP4484739B2 (ja) | ウォータジェットノズル装置 | |
JP5013430B2 (ja) | レーザー加工装置 | |
WO2013069155A1 (ja) | レーザ加工装置の加工ヘッド | |
CN214109255U (zh) | 一种新型激光切割增压喷嘴结构 | |
JP2013215769A (ja) | レーザー加工装置 | |
US20190255651A1 (en) | Device for generating a jet of liquid |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20170117 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20170425 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20170928 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20171002 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20171130 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180201 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20180307 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20180314 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6318428 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |