JP2718547B2 - レーザ加工機の加工ヘッド - Google Patents
レーザ加工機の加工ヘッドInfo
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- JP2718547B2 JP2718547B2 JP1162800A JP16280089A JP2718547B2 JP 2718547 B2 JP2718547 B2 JP 2718547B2 JP 1162800 A JP1162800 A JP 1162800A JP 16280089 A JP16280089 A JP 16280089A JP 2718547 B2 JP2718547 B2 JP 2718547B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、レーザ加工機の加工ヘッドに関するもの
で、レーザビームをワーク面に対して照射させるレーザ
ノズルの近傍に温度センサを設け、このレーザビームに
よるワークの切断加工における発生熱を管理するもので
ある。
で、レーザビームをワーク面に対して照射させるレーザ
ノズルの近傍に温度センサを設け、このレーザビームに
よるワークの切断加工における発生熱を管理するもので
ある。
（従来の技術） レーザ加工機は、レーザ発振装置で発振されるレーザ
ビームを、レーザノズルから、ワークテーブル上面に載
せられたワーク上面に照射させて、このワークを切断加
工する。このレーザビームによる切断加工では、加工速
度を変えるために、ガス切断法が広く採用されている
が、このガス切断法では、アシストガスをレーザノズル
から同軸で噴出させている。このようなレーザノズル
は、高温度となるため、酸化に強く、熱伝達の良い銅製
で構成されていた。
ビームを、レーザノズルから、ワークテーブル上面に載
せられたワーク上面に照射させて、このワークを切断加
工する。このレーザビームによる切断加工では、加工速
度を変えるために、ガス切断法が広く採用されている
が、このガス切断法では、アシストガスをレーザノズル
から同軸で噴出させている。このようなレーザノズル
は、高温度となるため、酸化に強く、熱伝達の良い銅製
で構成されていた。
（発明が解決しようとする課題） このようなレーザ加工機にあっては、レーザノズル
や、このレーザノズル近傍部分において著しく高温とな
ることがある。例えば、レーザノズルから照射されるレ
ーザビームが、このレーザノズルの内面に干渉して、ノ
ズル自体の温度が上昇したりする。また、レーザノズル
とワークとの間におけるバーニング現象やガウジング現
象等によって、このノズル近傍部が温度上昇したりす
る。更には、アルミ板のようなレーザビームを反射し易
い反射率の高いワークの場合にも、このレーザビームが
このワークに反射されてレーザノズル近傍位置の温度が
上昇し易い。
や、このレーザノズル近傍部分において著しく高温とな
ることがある。例えば、レーザノズルから照射されるレ
ーザビームが、このレーザノズルの内面に干渉して、ノ
ズル自体の温度が上昇したりする。また、レーザノズル
とワークとの間におけるバーニング現象やガウジング現
象等によって、このノズル近傍部が温度上昇したりす
る。更には、アルミ板のようなレーザビームを反射し易
い反射率の高いワークの場合にも、このレーザビームが
このワークに反射されてレーザノズル近傍位置の温度が
上昇し易い。
このような異常な高温度が発生すると、ワークの切断
が不良となり、切断面がきれいに仕上がらないこととな
る。
が不良となり、切断面がきれいに仕上がらないこととな
る。
このような不良切断の原因となり易い現象は、従来で
は、作業者の視覚によって、判断していたものである。
すなわち、レーザノズル部におけるレーザビームの芯ず
れや、バーニング現象や、ガウジング現象等を、作業者
が直接視覚によって管理判断していたもので、これらの
現象を発見するとワークを不良にすると共に、板厚に応
じたレーザ発振能力に調整する等の加工条件を変更し
て、適当な条件に合せていたものである。
は、作業者の視覚によって、判断していたものである。
すなわち、レーザノズル部におけるレーザビームの芯ず
れや、バーニング現象や、ガウジング現象等を、作業者
が直接視覚によって管理判断していたもので、これらの
現象を発見するとワークを不良にすると共に、板厚に応
じたレーザ発振能力に調整する等の加工条件を変更し
て、適当な条件に合せていたものである。
しかしながら、このような作業者の視覚による管理判
断では、正確な判断を行い難く、経済的でない。
断では、正確な判断を行い難く、経済的でない。
この発明の目的は、レーザビームを照射させてワーク
の加工を行うレーザノズルの近傍に、このレーザノズル
近傍の温度を検出する温度センサを設け、この温度セン
サによってワーク加工時の発生熱を管理するようにした
レーザ加工機の加工ヘッドを提供することにある。
の加工を行うレーザノズルの近傍に、このレーザノズル
近傍の温度を検出する温度センサを設け、この温度セン
サによってワーク加工時の発生熱を管理するようにした
レーザ加工機の加工ヘッドを提供することにある。
［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 前述のごとき従来の問題に鑑みて、本発明は、ノズル
本体の先端外周面にセラミック層を設け、このセラミッ
ク層内に複数の温度センサを埋設してなるものである。
本体の先端外周面にセラミック層を設け、このセラミッ
ク層内に複数の温度センサを埋設してなるものである。
（実施例） 第９図において、レーザ加工機の実施例を説明する。
レーザ加工機の機体５は、一側基部７で上下連結した形
態で、下部機体９と上部機体11との間に、加工間隔部13
を形成している。この下部機体９には、ワークＷを受け
て加工移動させるワークテーブル15、このワークテーブ
ル15上側面に沿って前後方向X,及びこれと同水平面上で
直交する横方向Ｙへ移動制御されるキャリッジ17を設
け、このキャリッジ17に設けられているクランプ19によ
って、ワークＷの一側端部を挾持して、そのワークテー
ブル15上面に沿って移動させながら、レーザ加工を受け
させるものである。
レーザ加工機の機体５は、一側基部７で上下連結した形
態で、下部機体９と上部機体11との間に、加工間隔部13
を形成している。この下部機体９には、ワークＷを受け
て加工移動させるワークテーブル15、このワークテーブ
ル15上側面に沿って前後方向X,及びこれと同水平面上で
直交する横方向Ｙへ移動制御されるキャリッジ17を設
け、このキャリッジ17に設けられているクランプ19によ
って、ワークＷの一側端部を挾持して、そのワークテー
ブル15上面に沿って移動させながら、レーザ加工を受け
させるものである。
上部機体11には、前記基部７内部に設けられているレ
ーザ発振装置21から、このレーザビームLBの強度を調整
するレーザ強度調整装置23を経て、前端部に取付けられ
た反射鏡25で、下部の加工ヘッド27へ鉛直方向Ｚの下方
へ反射させる一連のレーザビーム経路29が設けられてい
る。前記加工ヘッド27の先端にはレーザノズル１が取付
けられている。Ｎはレーザ加工を自動制御する数値制御
装置である。
ーザ発振装置21から、このレーザビームLBの強度を調整
するレーザ強度調整装置23を経て、前端部に取付けられ
た反射鏡25で、下部の加工ヘッド27へ鉛直方向Ｚの下方
へ反射させる一連のレーザビーム経路29が設けられてい
る。前記加工ヘッド27の先端にはレーザノズル１が取付
けられている。Ｎはレーザ加工を自動制御する数値制御
装置である。
第１図〜第３図におけるレーザノズル１は、前記加工
ヘッド27の下端部において、前記レーザビームLBの集光
される集光レンズ29の下方に設けられ、この集光レンズ
29の光軸に一致させるように、このノズル中心31を設け
ている。又、この集光レンズ29とレーザノズル１との間
に形成されるノズル室33には、アシストガスを供給する
ガス供給口35が設けられ、レーザノズル１からレーザビ
ームLBの照射と共に、アシストガスを下部のワークＷ面
へ噴出する。
ヘッド27の下端部において、前記レーザビームLBの集光
される集光レンズ29の下方に設けられ、この集光レンズ
29の光軸に一致させるように、このノズル中心31を設け
ている。又、この集光レンズ29とレーザノズル１との間
に形成されるノズル室33には、アシストガスを供給する
ガス供給口35が設けられ、レーザノズル１からレーザビ
ームLBの照射と共に、アシストガスを下部のワークＷ面
へ噴出する。
このレーザノズル１は、銅製のノズル本体39の下部外
周を適宜厚さの円錐形状のセラミック層41として、この
セラミック層41内に熱電対等からなる温度センサ３を埋
設し、このセラミック層41をノズル本体39の外周に嵌合
して一体的に設けている。この温度センサ３は、レーザ
ノズル１のノズル中心31の回りに多数個配設し、増幅器
43を経て数値制御装置Ｎへ入力して、所定の制御を行わ
せる構成としている。
周を適宜厚さの円錐形状のセラミック層41として、この
セラミック層41内に熱電対等からなる温度センサ３を埋
設し、このセラミック層41をノズル本体39の外周に嵌合
して一体的に設けている。この温度センサ３は、レーザ
ノズル１のノズル中心31の回りに多数個配設し、増幅器
43を経て数値制御装置Ｎへ入力して、所定の制御を行わ
せる構成としている。
この温度センサ３により制御は、単に温度表示のみを
行う構成として、この温度表示を監視して、作業者が加
工作業を停止する形態とするもよく、又、温度センサ３
からの入力によって加工作業を自動的に停止する構成と
するもよい。又、温度センサ３が所定以上の高温を検出
することによって前記レーザ強度調整装置23を弱くする
よう制御連動するもよい。このようにすることによって
安全な温度のもとにおいて正確な加工条件を維持でき
る。
行う構成として、この温度表示を監視して、作業者が加
工作業を停止する形態とするもよく、又、温度センサ３
からの入力によって加工作業を自動的に停止する構成と
するもよい。又、温度センサ３が所定以上の高温を検出
することによって前記レーザ強度調整装置23を弱くする
よう制御連動するもよい。このようにすることによって
安全な温度のもとにおいて正確な加工条件を維持でき
る。
なお、加工ヘッド27に対するレーザノズル１の着脱
は、、この加工ヘッド27に螺合する取付リング45によっ
て行う構成としている。又、温度センサ３を着脱する場
合、この取付リング45によってセラミック41の上端部を
重合させて締付けるもよい。47は温度センサ３の金属線
である。
は、、この加工ヘッド27に螺合する取付リング45によっ
て行う構成としている。又、温度センサ３を着脱する場
合、この取付リング45によってセラミック41の上端部を
重合させて締付けるもよい。47は温度センサ３の金属線
である。
ワークテーブル15上面に板材ワークＷを供給して、ク
ランプ19に挟持させて、数値制御装置Ｎの設定によっ
て、このワークＷを移動制御しながら加工を行わせる。
ランプ19に挟持させて、数値制御装置Ｎの設定によっ
て、このワークＷを移動制御しながら加工を行わせる。
レーザ発振装置21で発振されるレーザビームLBが、レ
ーザノズル１から下面のワークＷ面に照射されて、この
移動されるワークＷを所定の形状に切断加工する。この
レーザノズル１におけるレーザビームLBが第４図〜第６
図のような何らかの原因で、変温を発生するこことなっ
たときは、このレーザノズル１自体や外周部等が変温に
なったことを、温度センサ３が検出しているため、この
温度センサ３の検出によって加工作業を一旦停止した
り、自動制御によって前記レーザ強度調整装置23を調整
制御する等によって、適正に加工条件に設定する。
ーザノズル１から下面のワークＷ面に照射されて、この
移動されるワークＷを所定の形状に切断加工する。この
レーザノズル１におけるレーザビームLBが第４図〜第６
図のような何らかの原因で、変温を発生するこことなっ
たときは、このレーザノズル１自体や外周部等が変温に
なったことを、温度センサ３が検出しているため、この
温度センサ３の検出によって加工作業を一旦停止した
り、自動制御によって前記レーザ強度調整装置23を調整
制御する等によって、適正に加工条件に設定する。
これらの高温発生の原因が、例えば、第４図のよう
に、レーザビームLBの芯ずれによってレーザノズル１内
面に対し干渉Ａして発生する場合は、このレーザノズル
１自体が高温度になって温度センサ３により検出され
る。又、第５図のように、バーニングやガウジングＢ等
による場合、ワークＷの温度上昇によって、この上側に
接近する温度センサ３によって検出される。又、第６図
のように、アルミ材等のワークＷによるレーザビームLB
の反射光Ｃによって温度が上昇され、これを温度センサ
３が検出する。いずれの場合も、レーザビームLBの発振
を一旦停止することによって、所定の調整、処理を行え
ば、ワークＷを不良加工に至らせない。
に、レーザビームLBの芯ずれによってレーザノズル１内
面に対し干渉Ａして発生する場合は、このレーザノズル
１自体が高温度になって温度センサ３により検出され
る。又、第５図のように、バーニングやガウジングＢ等
による場合、ワークＷの温度上昇によって、この上側に
接近する温度センサ３によって検出される。又、第６図
のように、アルミ材等のワークＷによるレーザビームLB
の反射光Ｃによって温度が上昇され、これを温度センサ
３が検出する。いずれの場合も、レーザビームLBの発振
を一旦停止することによって、所定の調整、処理を行え
ば、ワークＷを不良加工に至らせない。
なお、温度センサ３としては、熱伝対の他に、所定の
温度によってONされるバイメタル等によるスイッチを設
けるもよく、又、他の温度センサを使用するもよい。
又、第１図〜第６図では、温度センサ３をセラミック層
41内に埋設したが、第７図の参考例のようにレーザノズ
ル１のノズル本体39の外周部において直接露出させた形
態にして取付ける構成とするもよく、この形態では、温
度センサ３が露出されているために、感度を多く維持で
きる。又、第８図の参考例のように温度センサ３を、取
付アーム49によって、レーザノズル１を取付ける加工ヘ
ッド27に取付ける構成としてもよく、この形態では、レ
ーザノズル１の加工ヘッド27に対する着脱操作時や調整
操作時等では、温度センサ３と独立の構成となっている
ため操作が容易である。
温度によってONされるバイメタル等によるスイッチを設
けるもよく、又、他の温度センサを使用するもよい。
又、第１図〜第６図では、温度センサ３をセラミック層
41内に埋設したが、第７図の参考例のようにレーザノズ
ル１のノズル本体39の外周部において直接露出させた形
態にして取付ける構成とするもよく、この形態では、温
度センサ３が露出されているために、感度を多く維持で
きる。又、第８図の参考例のように温度センサ３を、取
付アーム49によって、レーザノズル１を取付ける加工ヘ
ッド27に取付ける構成としてもよく、この形態では、レ
ーザノズル１の加工ヘッド27に対する着脱操作時や調整
操作時等では、温度センサ３と独立の構成となっている
ため操作が容易である。
［発明の効果］ 以上のごとき実施例の説明より理解されるように、要
するに本発明は、ノズル本体（39）の先端外周面にセラ
ミック層（41）を設け、このセラミック層（41）内に複
数の温度センサ（３）を埋設してなるものである。
するに本発明は、ノズル本体（39）の先端外周面にセラ
ミック層（41）を設け、このセラミック層（41）内に複
数の温度センサ（３）を埋設してなるものである。
上記構成より明らかなように、本発明においては、ノ
ズル本体39の先端外周面に設けたセラミック層41内に複
数の温度センサ３が埋設してあるから、ノズル本体39の
温度上昇を検出することができることは勿論であり、レ
ーザ加工時に飛散するスパッタ等がノズル本体39に付着
した場合であっても、上記スパッタから温度センサ３を
保護することができ、温度センサ３の長寿命化を図るこ
とができるものである。
ズル本体39の先端外周面に設けたセラミック層41内に複
数の温度センサ３が埋設してあるから、ノズル本体39の
温度上昇を検出することができることは勿論であり、レ
ーザ加工時に飛散するスパッタ等がノズル本体39に付着
した場合であっても、上記スパッタから温度センサ３を
保護することができ、温度センサ３の長寿命化を図るこ
とができるものである。
図はこの発明の一実施例を示すもので、第１図は加工ヘ
ッドの先端に装着されたレーザノズル部分の正面断面
図、第２図はその一部の拡大平面断面図、第３図は第２
図における正面断面図、第４図〜第６図はその作用を示
す同正面断面図、第７図、第８図は参考例を示す同正面
断面図、第９図はこの発明を実施する一実施例のレーザ
加工機の側面図である。 １……レーザノズル、３……温度センサ ９……下部機体、11……上部機体 21……レーザ発振装置 23……レーザ強度調整装置 27……加工ヘッド、29……集光レンズ 39……ノズル本体、41……セラミック層 43……増幅器、Ｎ……数値制御装置 Ｗ……ワーク
ッドの先端に装着されたレーザノズル部分の正面断面
図、第２図はその一部の拡大平面断面図、第３図は第２
図における正面断面図、第４図〜第６図はその作用を示
す同正面断面図、第７図、第８図は参考例を示す同正面
断面図、第９図はこの発明を実施する一実施例のレーザ
加工機の側面図である。 １……レーザノズル、３……温度センサ ９……下部機体、11……上部機体 21……レーザ発振装置 23……レーザ強度調整装置 27……加工ヘッド、29……集光レンズ 39……ノズル本体、41……セラミック層 43……増幅器、Ｎ……数値制御装置 Ｗ……ワーク
Claims (1)
- 【請求項１】ノズル本体（39）の先端外周面にセラミッ
ク層（41）を設け、このセラミック層（41）内に複数の
温度センサ（３）を埋設してなることを特徴とするレー
ザ加工機の加工ヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1162800A JP2718547B2 (ja) | 1989-06-27 | 1989-06-27 | レーザ加工機の加工ヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1162800A JP2718547B2 (ja) | 1989-06-27 | 1989-06-27 | レーザ加工機の加工ヘッド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0327889A JPH0327889A (ja) | 1991-02-06 |
| JP2718547B2 true JP2718547B2 (ja) | 1998-02-25 |
Family
ID=15761456
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1162800A Expired - Lifetime JP2718547B2 (ja) | 1989-06-27 | 1989-06-27 | レーザ加工機の加工ヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2718547B2 (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4812172B2 (ja) * | 2001-01-17 | 2011-11-09 | 株式会社アマダエンジニアリングセンター | レーザによるｒ面取り加工方法および同方法の実施に適したレーザ加工ヘッド |
| EP2409808A1 (de) | 2010-07-22 | 2012-01-25 | Bystronic Laser AG | Laserbearbeitungsmaschine |
| FR2969520B1 (fr) * | 2010-12-22 | 2014-02-14 | Commissariat Energie Atomique | Systeme de decoupe d'une piece par un rayonnement, et procede de commande correspondant |
| US9289852B2 (en) | 2011-01-27 | 2016-03-22 | Bystronic Laser Ag | Laser processing machine, laser cutting machine, and method for adjusting a focused laser beam |
| EP2667998B1 (de) | 2011-01-27 | 2020-11-18 | Bystronic Laser AG | Laserbearbeitungsmaschine sowie verfahren zum zentrieren eines fokussierten laserstrahles |
| JP6131146B2 (ja) * | 2013-08-08 | 2017-05-17 | 株式会社アマダホールディングス | レーザノズル及びレーザ加工ヘッド |
| EP2883647B1 (de) | 2013-12-12 | 2019-05-29 | Bystronic Laser AG | Verfahren zur Konfiguration einer Laserbearbeitungsvorrichtung |
| CN106312307A (zh) * | 2015-07-07 | 2017-01-11 | 王爱华 | 一种激光切割喷嘴 |
| CN106881527B (zh) * | 2015-12-10 | 2020-07-03 | 彭翔 | 激光加工系统的智能加工组件 |
| JP2021041428A (ja) * | 2019-09-11 | 2021-03-18 | ブラザー工業株式会社 | レーザ加工装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5641092A (en) * | 1979-09-11 | 1981-04-17 | Toshiba Corp | Laser processing device |
-
1989
- 1989-06-27 JP JP1162800A patent/JP2718547B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0327889A (ja) | 1991-02-06 |
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