JP2711615B2 - レーザ加工ヘッドのクリーニング方法 - Google Patents
レーザ加工ヘッドのクリーニング方法Info
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- JP2711615B2 JP2711615B2 JP4156141A JP15614192A JP2711615B2 JP 2711615 B2 JP2711615 B2 JP 2711615B2 JP 4156141 A JP4156141 A JP 4156141A JP 15614192 A JP15614192 A JP 15614192A JP 2711615 B2 JP2711615 B2 JP 2711615B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザビームによって
溶接加工を行うレーザ加工装置に関し、特に、レーザ加
工ヘッドのクリーニング方法に関する。
溶接加工を行うレーザ加工装置に関し、特に、レーザ加
工ヘッドのクリーニング方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】レーザ溶接においては、溶接方法、溶接
する対象によって多くの溶融金属の飛散、すなわちスパ
ッタが発生する。例えば、ステンレス鋼等の溶接時には
スパッタは発生しないが、亜鉛メッキ鋼板やアルミ合金
等を溶接する時にはスパッタが発生する。加工ヘッドの
ノズルからアシストガス（シーシルドガス）を吹きつけ
ながら溶接を行うタイプの加工方法においては、スパッ
タによる溶融金属が加工ヘッドの先端のノズルの先端部
に付着し、加工を続けていくと、この付着した金属によ
ってノズルを閉鎖させるという事態が生じる。
する対象によって多くの溶融金属の飛散、すなわちスパ
ッタが発生する。例えば、ステンレス鋼等の溶接時には
スパッタは発生しないが、亜鉛メッキ鋼板やアルミ合金
等を溶接する時にはスパッタが発生する。加工ヘッドの
ノズルからアシストガス（シーシルドガス）を吹きつけ
ながら溶接を行うタイプの加工方法においては、スパッ
タによる溶融金属が加工ヘッドの先端のノズルの先端部
に付着し、加工を続けていくと、この付着した金属によ
ってノズルを閉鎖させるという事態が生じる。
【０００３】そのため、従来は、ノズルを定期的にクリ
ーニングしている。このクリーニングは、通常ヤスリな
どで強制的にノズルを削る方法が採られている。
ーニングしている。このクリーニングは、通常ヤスリな
どで強制的にノズルを削る方法が採られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】スパッタによる金属は
ノズル先端に同心円上に付着する訳ではないので、付着
した金属をやすりで削り落しても、ノズルを金属付着直
前の形状に削りなおすことは困難である。また、やすり
でスパッタによる金属を削り落すには、人手によって行
われるものであるから、削り落しに時間を要し、その作
業も面倒である。
ノズル先端に同心円上に付着する訳ではないので、付着
した金属をやすりで削り落しても、ノズルを金属付着直
前の形状に削りなおすことは困難である。また、やすり
でスパッタによる金属を削り落すには、人手によって行
われるものであるから、削り落しに時間を要し、その作
業も面倒である。
【０００５】そこで、本発明の目的は、簡単に、加工ヘ
ッド先端部（ノズル先端部）に付着したスパッタよる金
属を除去できる加工ヘッドのクリーニング方法を提供す
ることにある。
ッド先端部（ノズル先端部）に付着したスパッタよる金
属を除去できる加工ヘッドのクリーニング方法を提供す
ることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、加工時に加工
ヘッドに付着した金属に酸素を吹き付けながらレーザビ
ームをよく反射させる材料にレーザビームを照射して、
その反射レーザビームを加工ヘッドに付着した金属に照
射して加工ヘッドに付着した金属を燃焼、溶融、飛散さ
せて除去する。さらに上記レーザビームをよく反射する
材料を移動させながら該材料にレーザビームを照射す
る。又、加工時に加工ヘッドに付着した金属に酸素を吹
き付けながら、レーザビームの焦点位置をずらしてレー
ザ加工ヘッドの先端部にレーザビームを直接照射し、加
工ヘッドに付着した金属を燃焼、溶融、飛散させて加工
ヘッドに付着した金属を除去する。
ヘッドに付着した金属に酸素を吹き付けながらレーザビ
ームをよく反射させる材料にレーザビームを照射して、
その反射レーザビームを加工ヘッドに付着した金属に照
射して加工ヘッドに付着した金属を燃焼、溶融、飛散さ
せて除去する。さらに上記レーザビームをよく反射する
材料を移動させながら該材料にレーザビームを照射す
る。又、加工時に加工ヘッドに付着した金属に酸素を吹
き付けながら、レーザビームの焦点位置をずらしてレー
ザ加工ヘッドの先端部にレーザビームを直接照射し、加
工ヘッドに付着した金属を燃焼、溶融、飛散させて加工
ヘッドに付着した金属を除去する。
【０００７】
【作用】上記レーザビームを良く反射させる材料によっ
て反射したレーザビームは加工ヘッドの先端に照射され
る。または、レーザビームの焦点位置がずれ、拡がった
レーザビームが加工ヘッドの先端に照射される。レーザ
ビームが照射された加工ヘッドに付着した金属は高温と
なって酸素と連続的に反応燃焼し溶融する。この溶融し
た金属は酸素の圧力によって吹き飛ばされて、加工ヘッ
ドから除去される。
て反射したレーザビームは加工ヘッドの先端に照射され
る。または、レーザビームの焦点位置がずれ、拡がった
レーザビームが加工ヘッドの先端に照射される。レーザ
ビームが照射された加工ヘッドに付着した金属は高温と
なって酸素と連続的に反応燃焼し溶融する。この溶融し
た金属は酸素の圧力によって吹き飛ばされて、加工ヘッ
ドから除去される。
【０００８】
【実施例】図１は本発明のクリーニング方法の一実施例
を説明するレーザ加工装置の加工ヘッド部の要部断面図
である。加工ヘッドのノズル１は加工ヘッドのレーザビ
ーム伝送管２に螺合接続され、レーザビーム伝送管２に
は、レーザビーム４を略直角に屈曲させるパラボラミラ
ー３が配設されている。そして、パラボラミラー３で反
射したレーザビーム４はノズル１の先端部で焦点を結ぶ
ようになっている。また、ノズル１には、アシストガス
等のガスをノズル１内に導入し、ノズル先端から噴射さ
せるためのガス導入管５が配設されている。そして、本
実施例においては、該ガス導入管５に管路６及びバルブ
Ｂ１，Ｂ２を介してアシストガスとしてのアルゴンガス
のタンク及び後述するクリーニングに使用する酸素ガス
のタンク（図示せず）が接続されている。
を説明するレーザ加工装置の加工ヘッド部の要部断面図
である。加工ヘッドのノズル１は加工ヘッドのレーザビ
ーム伝送管２に螺合接続され、レーザビーム伝送管２に
は、レーザビーム４を略直角に屈曲させるパラボラミラ
ー３が配設されている。そして、パラボラミラー３で反
射したレーザビーム４はノズル１の先端部で焦点を結ぶ
ようになっている。また、ノズル１には、アシストガス
等のガスをノズル１内に導入し、ノズル先端から噴射さ
せるためのガス導入管５が配設されている。そして、本
実施例においては、該ガス導入管５に管路６及びバルブ
Ｂ１，Ｂ２を介してアシストガスとしてのアルゴンガス
のタンク及び後述するクリーニングに使用する酸素ガス
のタンク（図示せず）が接続されている。
【０００９】レーザ溶接を行う場合は、従来と同様に、
レーザビーム４の焦点を溶接しようとする鋼板等のワー
クの溶接位置に設定し、レーザビームをワークに照射す
ると共に、バルブＢ１を開いて、アシストガスのアルゴ
ンガスをノズル１内に導入し、ノズル先端から該アルゴ
ンガスを噴射させながら溶接加工を行う。この溶接加工
は従来と同様である。こうして溶接加工を行うと、スパ
ッタが発生して溶融金属７がノズル１の先端部に付着す
る。そこで、レーザ溶接を何サイクルか行った後、レー
ザ加工ヘッドをクリーニング用ステーションに移動させ
る。クリーニング用ステーションには、図１に示すよう
に、レーザビームを良く反射するアルミ材８を配設して
おき、レーザビームの焦点の位置を上記アルミ材８より
上方になるように位置決めし（ノズル１の先端とアルミ
材間に焦点位置があるようにする）、レーザビーム４を
短時間アルミ材８照射すると共に、バルブＢ２を開き、
レーザビームの照射開始と同時にアルゴンガスのシール
ドガスに代わって酸素を多量に供給する。例えば、レー
ザ出力条件は３ＫＷで２秒間照射すれば足り、この照射
開始と同時に３秒間程度２００Ｌ／ｍｉｎの酸素を供給
する。
レーザビーム４の焦点を溶接しようとする鋼板等のワー
クの溶接位置に設定し、レーザビームをワークに照射す
ると共に、バルブＢ１を開いて、アシストガスのアルゴ
ンガスをノズル１内に導入し、ノズル先端から該アルゴ
ンガスを噴射させながら溶接加工を行う。この溶接加工
は従来と同様である。こうして溶接加工を行うと、スパ
ッタが発生して溶融金属７がノズル１の先端部に付着す
る。そこで、レーザ溶接を何サイクルか行った後、レー
ザ加工ヘッドをクリーニング用ステーションに移動させ
る。クリーニング用ステーションには、図１に示すよう
に、レーザビームを良く反射するアルミ材８を配設して
おき、レーザビームの焦点の位置を上記アルミ材８より
上方になるように位置決めし（ノズル１の先端とアルミ
材間に焦点位置があるようにする）、レーザビーム４を
短時間アルミ材８照射すると共に、バルブＢ２を開き、
レーザビームの照射開始と同時にアルゴンガスのシール
ドガスに代わって酸素を多量に供給する。例えば、レー
ザ出力条件は３ＫＷで２秒間照射すれば足り、この照射
開始と同時に３秒間程度２００Ｌ／ｍｉｎの酸素を供給
する。
【００１０】レーザビーム４はアルミ材８の上面で焦点
を結ばずその上方で焦点を結んでいるから、レーザビー
ムは適度に拡がってアルミ材８から反射し、スパッタに
よりノズル１の先端部に付着した金属に照射されること
になる。レーザビームが照射された金属は高温となり爆
発的に酸素と反応燃焼し、さらに周囲の付着した金属を
溶かす。１度燃焼が生じると、上記作用が連鎖反応的に
連続的に生じる。そして、この溶融した金属は酸素の圧
力によって吹き飛ばされてノズル先端部より除去される
ことになる。アルミ材８は一度レーザビームの照射を受
けると傷むので、レーザヘッドのクリーニンが１度終了
する毎にアルミ材８の位置をずらして使用する。また。
アルミ材８から反射したレーザビームが加工機やレーザ
発信器に多く帰らないようにするために、アルミ材８と
ノズル１を垂直から僅かずらしてレーザビームがアルミ
材８に垂直に当たらないようにする。
を結ばずその上方で焦点を結んでいるから、レーザビー
ムは適度に拡がってアルミ材８から反射し、スパッタに
よりノズル１の先端部に付着した金属に照射されること
になる。レーザビームが照射された金属は高温となり爆
発的に酸素と反応燃焼し、さらに周囲の付着した金属を
溶かす。１度燃焼が生じると、上記作用が連鎖反応的に
連続的に生じる。そして、この溶融した金属は酸素の圧
力によって吹き飛ばされてノズル先端部より除去される
ことになる。アルミ材８は一度レーザビームの照射を受
けると傷むので、レーザヘッドのクリーニンが１度終了
する毎にアルミ材８の位置をずらして使用する。また。
アルミ材８から反射したレーザビームが加工機やレーザ
発信器に多く帰らないようにするために、アルミ材８と
ノズル１を垂直から僅かずらしてレーザビームがアルミ
材８に垂直に当たらないようにする。
【００１１】また、図２（ａ），（ｂ）に示すように、
アルミ材８を回転体９の周面に張り付けておき、回転体
９をモータ１０で回転させながら上記クリーニングを行
えば、ノズル先端部から落下した溶融金属は素早く冷却
され、かつ吹き飛ばされるので、同一アルミ材８による
クリーニングの回数を増加させることができる。さら
に、図２に示すようにブラシ１１を回転体９の周面に配
設し、アルミ材に付着した金属を該ブラシ１１で取り除
くようにする。なお、レーザビームを反射させる材料と
して、アルミ材８の代わりに他の高反射材料、例えば銅
や真鍮を用いてもよい。
アルミ材８を回転体９の周面に張り付けておき、回転体
９をモータ１０で回転させながら上記クリーニングを行
えば、ノズル先端部から落下した溶融金属は素早く冷却
され、かつ吹き飛ばされるので、同一アルミ材８による
クリーニングの回数を増加させることができる。さら
に、図２に示すようにブラシ１１を回転体９の周面に配
設し、アルミ材に付着した金属を該ブラシ１１で取り除
くようにする。なお、レーザビームを反射させる材料と
して、アルミ材８の代わりに他の高反射材料、例えば銅
や真鍮を用いてもよい。
【００１２】上記実施例では、スパッタによりノズル先
端部に付着した金属に対してアルミ材８で反射したレー
ザビームを照射するようにしたが、レーザビームの焦点
位置をノズル１内にし、該焦点位置から拡散するレーザ
ビーム４を直接ノズル１の内面に付着した金属に照射す
ることによって金属を酸素と反応燃焼させて溶かし、酸
素の圧力で吹き飛ばすようにしてもよい。この場合、レ
ーザビームを反射させるアルミ材８をノズル先端部に配
置し、反射レーザビームによっても金属を溶かすように
してもよいが、ノズル部に付着した金属はアルミ材８等
で反射したレーザビームによらなくても、パラボラミラ
ー３で反射したレーザビームが直接付着金属に照射され
て加熱され酸素と反応燃焼するから、反射料としてのア
ルミ材等は必ずしも必要がなく、融点が高く、酸素と反
応しにくい材料を上記アルミ材８の代わりに用いること
ができる。
端部に付着した金属に対してアルミ材８で反射したレー
ザビームを照射するようにしたが、レーザビームの焦点
位置をノズル１内にし、該焦点位置から拡散するレーザ
ビーム４を直接ノズル１の内面に付着した金属に照射す
ることによって金属を酸素と反応燃焼させて溶かし、酸
素の圧力で吹き飛ばすようにしてもよい。この場合、レ
ーザビームを反射させるアルミ材８をノズル先端部に配
置し、反射レーザビームによっても金属を溶かすように
してもよいが、ノズル部に付着した金属はアルミ材８等
で反射したレーザビームによらなくても、パラボラミラ
ー３で反射したレーザビームが直接付着金属に照射され
て加熱され酸素と反応燃焼するから、反射料としてのア
ルミ材等は必ずしも必要がなく、融点が高く、酸素と反
応しにくい材料を上記アルミ材８の代わりに用いること
ができる。
【００１３】なお、ノズルには、従来と同様に銅などの
融点が高く、酸素と反応しにくい材料で構成し、冷却を
十分に行えば、上記クリーニング方法を採用してもノズ
ルが溶融し変形することはない。
融点が高く、酸素と反応しにくい材料で構成し、冷却を
十分に行えば、上記クリーニング方法を採用してもノズ
ルが溶融し変形することはない。
【００１４】
【発明の効果】本発明は、レーザ溶接加工中に発生した
スパッタにより、レーザ加工機の加工ヘッド（ノズル先
端部）に付着した金属をレーザビーム自体によって溶融
除去しクリーニングするものであるから、従来のよう
に、人手でやすり等により削りとる方法と異なるから、
クリーニング終了後もノズル形状は変形せず、かつ、容
易にクリーニングを行うことができる。しかもこのクリ
ーニングは短時間で終了し、ノズルの取り外し等の作業
を必要としないから、作業も簡単で作業効率を向上させ
ることができる。その結果、レーザ溶接作業の効率も良
くなる。
スパッタにより、レーザ加工機の加工ヘッド（ノズル先
端部）に付着した金属をレーザビーム自体によって溶融
除去しクリーニングするものであるから、従来のよう
に、人手でやすり等により削りとる方法と異なるから、
クリーニング終了後もノズル形状は変形せず、かつ、容
易にクリーニングを行うことができる。しかもこのクリ
ーニングは短時間で終了し、ノズルの取り外し等の作業
を必要としないから、作業も簡単で作業効率を向上させ
ることができる。その結果、レーザ溶接作業の効率も良
くなる。
【図１】本発明の一実施例を説明するためのレーザ加工
装置の加工ヘッド部の要部断面図である。
装置の加工ヘッド部の要部断面図である。
【図２】レーザビームを反射させる部材を回転させる例
を示す図である。
を示す図である。
１ ノズル ２ レーザビーム伝送管 ３ パラボラミラー ４ レーザビーム ５ ガス導入管 Ｂ１，Ｂ２ バルブ ７ スパッタによりノズルに付着した金属 ８ アルミ材 ９ 回転体 １０ モータ １１ ブラシ
Claims (3)
- 【請求項１】 レーザビームを集光装置を用いて集光し
て金属を溶接するレーザ加工装置の加工ヘッドのクリー
ニング方法において、加工時に加工ヘッドに付着した金
属に酸素を吹き付けながらレーザビームをよく反射させ
る材料にレーザビームを照射してその反射レーザビーム
によって加工ヘッドに付着した金属を燃焼、溶融、飛散
させて除去することを特徴とするレーザ加工ヘッドのク
リーニング方法。 - 【請求項２】 上記レーザビームをよく反射させる材料
を移動させながらレーザビームを照射する請求項１記載
のレーザ加工ヘッドのクリーニング方法。 - 【請求項３】 レーザビームを集光装置を用いて集光し
て金属を溶接するレーザ加工装置の加工ヘッドのクリー
ニング方法において、加工時に加工ヘッドに付着した金
属に酸素を吹き付けながら、 レーザビームの焦点位置を
ずらしてレーザ加工ヘッドの先端部にレーザビームを直
接照射し、加工ヘッドに付着した金属を燃焼、溶融、飛
散させて除去することを特徴とするレーザ加工ヘッドの
クリーニング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4156141A JP2711615B2 (ja) | 1992-05-25 | 1992-05-25 | レーザ加工ヘッドのクリーニング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4156141A JP2711615B2 (ja) | 1992-05-25 | 1992-05-25 | レーザ加工ヘッドのクリーニング方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05318165A JPH05318165A (ja) | 1993-12-03 |
| JP2711615B2 true JP2711615B2 (ja) | 1998-02-10 |
Family
ID=15621224
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4156141A Expired - Fee Related JP2711615B2 (ja) | 1992-05-25 | 1992-05-25 | レーザ加工ヘッドのクリーニング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2711615B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101947694A (zh) * | 2010-09-21 | 2011-01-19 | 江苏大学 | 一种激光除锈装置 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6457981B2 (ja) * | 2016-07-08 | 2019-01-23 | 株式会社スギノマシン | ノズルのクリーニング方法、およびレーザー加工装置 |
| CN112025080B (zh) * | 2020-07-27 | 2022-03-08 | 昆山哈工万洲焊接研究院有限公司 | 一种高能束除屑装置、除屑系统及方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6122282U (ja) * | 1984-07-10 | 1986-02-08 | 日本たばこ産業株式会社 | レ−ザ加工用ノズル |
| JPH05311Y2 (ja) * | 1987-02-20 | 1993-01-06 |
-
1992
- 1992-05-25 JP JP4156141A patent/JP2711615B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101947694A (zh) * | 2010-09-21 | 2011-01-19 | 江苏大学 | 一种激光除锈装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05318165A (ja) | 1993-12-03 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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