JP2017209705A - レーザ加工ヘッド及びノズル - Google Patents

Abstract

【課題】ノズルの先端面がワーク表面に接触した場合であっても、ノズルからのアシストガスの噴出を継続することができるレーザ加工ヘッドを提供する。【解決手段】集光レンズ５を備えた加工ヘッド本体３内に保護ガラス７を備え、かつ前記加工ヘッド本体３の先端にノズル９を備えたレーザ加工ヘッドであって、ノズル９の先端面９Ｆに、当該ノズル９がワークＷに当接した際に、前記先端面９Ｆとワークとの間に、アシストガスの流れを確保するための突出部１３を備えている。前記ノズル９は加工ヘッド本体３に着脱可能に備えられており、前記突出部１３は導体によって構成してある。前記突出部１３は、ノズル９の先端面９Ｆに備えたアシストガス噴出口９Ａから離隔して備えられている。【選択図】図２

Description

本発明は、集光レンズを備えると共に、上記集光レンズにスパッタやヒュームなどが付着することを防止するための保護ガラスを備えたレーザ加工ヘッド及びレーザ加工ヘッドに対して着脱交換されるノズルに関する。さらに詳細には、例えば板状のワークのピアス加工時に、レーザ加工ヘッドに備えたノズルの先端面がワークに接触した場合であっても、前記ノズルからのアシストガスの噴出を確保することができるレーザ加工ヘッド及びノズルに関する。

板状のワークのレーザ切断加工を行うレーザ加工ヘッドは、筒状の加工ヘッド本体内に、集光レンズ及びスパッタやヒュームから集光レンズを保護するための保護レンズを備えている。そして、レーザ加工ヘッドの先端には、ワークの加工位置へアシストガスを噴出するためのノズルを備えている。そして、ワーク表面と前記ノズルの先端面との間隙を一定に保持するために、例えば静電容量型のセンサを備えている（例えば、特許文献１，２参照）。

特開平７−１７１７４３号公報 特開平１１−１３８２８６号公報

板状のワークのレーザ切断加工を行う際に、ワークにピアス加工を行うとき、ワークに貫通穴が形成されるまではスパッタが上方向に激しく飛散する。したがって、ピアス加工が終了する前に、レーザ加工ヘッドの先端部に備えたノズルの先端面がワーク表面に接触すると、ノズルに備えたアシストガス噴出口が一時的に塞がれて、アシストガスの噴出が一時的に停止される。この際、スパッタがノズル内に侵入すると、アシストガスによって吹き飛ばされることなく、保護ガラスに付着する。

本発明は、前述のごとき問題に鑑みてなされたもので、集光レンズを備えた加工ヘッド本体内に保護ガラスを備え、かつ前記加工ヘッド本体の先端にノズルを備えたレーザ加工ヘッドであって、ノズルの先端面に、当該ノズルがワークに当接した際に、前記先端面とワークとの間に、アシストガスの流れを確保するための突出部を備えている。

また、前記レーザ加工ヘッドにおいて、前記ノズルは加工ヘッド本体に着脱可能に備えられており、前記突出部は導体によって構成してある。

また、前記レーザ加工ヘッドにおいて、前記突出部は、ノズルの先端面に備えたアシストガス噴出口から離隔して備えられている。

また、集光レンズを備えた加工ヘッド本体内に保護ガラスを備え、かつ前記加工ヘッド本体の先端にノズルを備えたレーザ加工ヘッドであって、ノズルの先端面に、当該ノズルがワークに当接した際に、前記先端面とワークとの間に、アシストガスの流れを確保するために、放射方向に延びるスリットを備えている。

また、レーザ加工ヘッドに着脱交換自在のノズルであって、ノズルがワークに当接した際に、ワークとノズルの先端面との間にアシストガスの流れを確保するための突出部を、ノズルの先端面に備えている。

本発明によれば、ノズルの先端面に突出部が備えられているので、ノズルがワーク表面に当接した場合であっても、ノズルの先端面とワーク表面との間に、アシストガスが流れるものである。すなわち、ノズルに備えたアシストガス噴出口が塞がれるようなことはなく、常にアシストガスの噴出が行われ、スパッタ等がノズル内へ侵入することを抑制できるものである。

本発明の実施形態に係るレーザ加工ヘッドの構成を概略的に示した説明図である。 ノズルの構成を示す説明図である。

以下、図面を用いて本発明の実施形態について説明するに、本発明の実施形態に係るレーザ加工ヘッド１は、図１に概略的に示すように、筒状の加工ヘッド本体３を備えている。この加工ヘッド本体３内には、レーザ発振器（図示省略）から発振されたレーザ光ＬＢを集光する集光レンズ５が備えられている。また、加工ヘッド本体３内には、保護ガラス７が備えられている。この保護ガラス７は、ワークＷのレーザ加工位置から飛散して加工ヘッド本体３内へ侵入したスパッタ等が前記集光レンズ５へ向かうことを阻止する作用をなすものであって、着脱交換可能に備えられている。そして、前記加工ヘッド本体３の先端部には、ノズル９が着脱交換可能に備えられている。

前記ノズル９は、図２に示すように、前記加工ヘッド本体３の先端部に着脱可能に螺入する螺子部１１を備えている。前記ノズル９の先端部９Ｆは平面に形成してあり、この先端面９Ｆの中央には、アシストガス噴出口９Ａが備えられている。このアシストガス噴出口９Ａは、前記加工ヘッド本体３に備えたアシストガス供給口３Ａに連通してある。

したがって、上記アシストガス供給口３Ａから加工ヘッド本体３内へ供給されたアシストガスは、ノズル９に備えたアシストガス噴出口９ＡからワークＷのレーザ加工位置へ噴出される。よって、前記レーザ加工位置から加工ヘッド本体３内へ飛散侵入する傾向にあるスパッタの侵入を抑制することができるものである。そして、前記ノズル９の先端面９ＦがワークＷの表面に接触して前記アシストガス噴出口９Ａが塞がれることを防止するために、前記先端面９Ｆには、突出部１３が備えられている。

上記突出部１３は、ノズル９がワークＷの表面に当接する際に、先端面９Ｆとワーク表面との間に、前記アシストガス噴出口９Ａから噴出されるアシストガスの流れを確保するためのものであって、複数のピン状に形成してある。そして、前記アシストガス噴出口９Ａからレーザ加工位置へ噴出されるアシストガスの流れを乱すことのないように、前記アシストガス噴出口９Ａの周縁から離れた位置に配置してある。ピン状の前記突出部１３は導体によって構成してあって、前記アシストガス噴出口９Ａの周囲に等間隔に配置してある。

ところで、静電容量型のセンサ（ギャップセンサ）によって、ノズル９の先端部とワークＷの表面との間隙を検出する場合、前記突出部１３が導体であることにより、突出部１３の先端面とワーク表面との間の間隙を検出することになる。

以上のごとき構成において、ワークＷにピアス加工を行うべく、レーザ加工ヘッド１をワーク表面に近接したとき、例えば誤動作等によって、ノズル９がワーク表面に当接した場合、ノズル９の先端面９Ｆに備えた突出部１３がワーク表面に当接するものである。したがって、ノズル９の先端面９Ｆとワーク表面との間には、突出部１３の高さに相当する間隙が確保されるものである。

すなわち、ノズル９の先端面９Ｆに備えたアシストガス噴出口９Ａは塞がれるようなことはなく、常にアシストガスの噴出が継続されるものである。したがって、ピアス加工位置から飛散するスパッタがレーザ加工ヘッド１内へ侵入することが抑制でき、保護ガラス７に対するスパッタの付着を防止することができるものである。

ところで、本発明は、前述したごとき実施形態に限ることなく適宜の変更を行うことにより、その他の形態でもって行うことも可能である。すなわち、ノズル９の先端面９Ｆに放射方向のスリットを備えて、先端面９Ｆがワーク表面に当接した際に、アシストガスの流れを確保する構成とすることも可能である。

１ レーザ加工ヘッド
３ 加工ヘッド本体
５ 集光レンズ
７ 保護ガラス
９ ノズル
９Ａ アシストガス噴出口
９Ｆ 先端面
１３ 突出部

Claims (5)

1. 集光レンズを備えた加工ヘッド本体内に保護ガラスを備え、かつ前記加工ヘッド本体の先端にノズルを備えたレーザ加工ヘッドであって、ノズルの先端面に、当該ノズルがワークに当接した際に、前記先端面とワークとの間に、アシストガスの流れを確保するための突出部を備えていることを特徴とするレーザ加工ヘッド。
2. 請求項１に記載のレーザ加工ヘッドにおいて、前記ノズルは加工ヘッド本体に着脱可能に備えられており、前記突出部は導体によって構成してあることを特徴とするレーザ加工ヘッド。
3. 請求項１又は２に記載のレーザ加工ヘッドにおいて、前記突出部は、ノズルの先端面に備えたアシストガス噴出口から離隔して備えられていることを特徴とするレーザ加工ヘッド。
4. 集光レンズを備えた加工ヘッド本体内に保護ガラスを備え、かつ前記加工ヘッド本体の先端にノズルを備えたレーザ加工ヘッドであって、ノズルの先端面に、当該ノズルがワークに当接した際に、前記先端面とワークとの間に、アシストガスの流れを確保するために、放射方向に延びるスリットを備えていることを特徴とするレーザ加工ヘッド。
5. レーザ加工ヘッドに着脱交換自在のノズルであって、ノズルがワークに当接した際に、ワークとノズルの先端面との間にアシストガスの流れを確保するための突出部を、ノズルの先端面に備えていることを特徴とするノズル。
   

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