JP3092021B2 - レーザ加工装置の切断加工ヘッド - Google Patents
レーザ加工装置の切断加工ヘッドInfo
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はレーザ加工装置の切断加
工ヘッドに係り、より詳しくは、被加工物の加工部にレ
ーザビームを照射して加工する際、その加工部にアシス
トガスを噴出させて加工を安定しておこなう切断加工ヘ
ッドに関するものである。
工ヘッドに係り、より詳しくは、被加工物の加工部にレ
ーザビームを照射して加工する際、その加工部にアシス
トガスを噴出させて加工を安定しておこなう切断加工ヘ
ッドに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図７は例えば特公昭６１ー６０７５７号
公報に開示された従来のレーザ加工装置の切断加工ヘッ
ドの一例を示す縦断面図である。図において、１はアシ
ストガス供給源、２は減圧弁である。７はレーザビーム
６のノズルで、３はノズル７の中心部に設けた主アシス
トガス噴射口、４、５は主アシストガス噴射口３に平行
してその外周に設けられた第１、第２の補助アシストガ
ス噴出口である。これらの噴出口３、４、５はすべて減
圧弁２を介して同一のアシストガス供給源１に接続さ
れ、またその噴出口３、４、５の出口位置は同一平面上
に設けられている。
公報に開示された従来のレーザ加工装置の切断加工ヘッ
ドの一例を示す縦断面図である。図において、１はアシ
ストガス供給源、２は減圧弁である。７はレーザビーム
６のノズルで、３はノズル７の中心部に設けた主アシス
トガス噴射口、４、５は主アシストガス噴射口３に平行
してその外周に設けられた第１、第２の補助アシストガ
ス噴出口である。これらの噴出口３、４、５はすべて減
圧弁２を介して同一のアシストガス供給源１に接続さ
れ、またその噴出口３、４、５の出口位置は同一平面上
に設けられている。
【０００３】次に、上記のように構成した従来のレーザ
加工装置の切断加工ヘッドの作用を説明する。レーザビ
ーム６は、アシストガス供給源１、減圧弁２を通ってノ
ズル７内に供給された主アシストガスとともに、主アシ
ストガス噴射口３から出射して被加工物方向に照射され
る。一方、アシストガス供給源１からはさらに減圧弁２
を介して第１、第２の補助アシストガスがノズル７内に
供給され、このアシストガスは第１、第２の補助アシス
トガス噴出口４、５から大気の巻き込みを防止しつつ被
加工部方向に噴出される。
加工装置の切断加工ヘッドの作用を説明する。レーザビ
ーム６は、アシストガス供給源１、減圧弁２を通ってノ
ズル７内に供給された主アシストガスとともに、主アシ
ストガス噴射口３から出射して被加工物方向に照射され
る。一方、アシストガス供給源１からはさらに減圧弁２
を介して第１、第２の補助アシストガスがノズル７内に
供給され、このアシストガスは第１、第２の補助アシス
トガス噴出口４、５から大気の巻き込みを防止しつつ被
加工部方向に噴出される。
【０００４】この際、それぞれのアシストガスの噴出圧
力は、主アシストガスの噴出圧力をＰ０、第１の補助ア
シストガスの噴出圧力をＰ１、第２の補助アシストガス
の噴出圧力をＰ２とすれば、次の関係になる。Ｐ０＞Ｐ
１＞Ｐ２この関係式の範囲内において、噴出圧力Ｐ０、
Ｐ１、Ｐ２を自由に調節できるようにしてある。その結
果、アシストガスの種類を変えることなく、主アシスト
ガスは主としてレーザビームによる加工を促進し、補助
アシストガスは切断面を冷却しかつ主アシストガスの防
護壁としての役割を果たす。
力は、主アシストガスの噴出圧力をＰ０、第１の補助ア
シストガスの噴出圧力をＰ１、第２の補助アシストガス
の噴出圧力をＰ２とすれば、次の関係になる。Ｐ０＞Ｐ
１＞Ｐ２この関係式の範囲内において、噴出圧力Ｐ０、
Ｐ１、Ｐ２を自由に調節できるようにしてある。その結
果、アシストガスの種類を変えることなく、主アシスト
ガスは主としてレーザビームによる加工を促進し、補助
アシストガスは切断面を冷却しかつ主アシストガスの防
護壁としての役割を果たす。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記のように構成した
従来のレーザ加工装置の切断加工ヘッドでは、主アシス
トガスを噴出するときに大気の巻込みを完全に遮断する
のは困難で、大気が主アシストガスに混入して加工不良
を起こすおそれがあった。また、主アシストガスに大気
が混入するを防止するためにノズルを被加工物に近づけ
ると、アシストガスの流速が大きくなりすぎて加工不良
を起すという問題があった。
従来のレーザ加工装置の切断加工ヘッドでは、主アシス
トガスを噴出するときに大気の巻込みを完全に遮断する
のは困難で、大気が主アシストガスに混入して加工不良
を起こすおそれがあった。また、主アシストガスに大気
が混入するを防止するためにノズルを被加工物に近づけ
ると、アシストガスの流速が大きくなりすぎて加工不良
を起すという問題があった。
【０００６】図８は上記の課題を解決するため、切断ノ
ズル８の噴出口よりも外周ノズル９の噴出口を長くした
レーザ切断加工ヘッドの一例を示す縦断面図（実開昭６
２ー８２１９３号公報）である。すなわち、レーザビー
ム１０を通す切断ノズル８の外周に、酸素ガスまたは火
炎を流すリング状の外周ノズル９を設けたものである。
ズル８の噴出口よりも外周ノズル９の噴出口を長くした
レーザ切断加工ヘッドの一例を示す縦断面図（実開昭６
２ー８２１９３号公報）である。すなわち、レーザビー
ム１０を通す切断ノズル８の外周に、酸素ガスまたは火
炎を流すリング状の外周ノズル９を設けたものである。
【０００７】また、図９はサブノズル１１を設けてアシ
ストガスを排出させるもので、可動ノズル１２を上下動
させてサブノズル１１の照射口１３との間隔を調整する
ようにしたレーザ切断加工ヘッドを示すものである（特
開昭６１−１６９１８６号公報）。
ストガスを排出させるもので、可動ノズル１２を上下動
させてサブノズル１１の照射口１３との間隔を調整する
ようにしたレーザ切断加工ヘッドを示すものである（特
開昭６１−１６９１８６号公報）。
【０００８】さらに、図１０、図１１はアシストガス供
給路を複数個設けたレーザ加工装置の切断加工ヘッドの
一例を示す縦断面図及びその平断面図である（特願平１
ー１８１９９１号公報）。このレーザ加工装置の切断加
工ヘッドは、被加工物を切断するためにノズル１４の主
ノズル部１５の先端部を狭くし、先端部には小径のノズ
ル孔１６を設けると共に、このノズル孔１６を中心とし
て同心円上に可燃性のアシストガスが通るガス供給路１
７を適時間隔でかつ等分に複数個設け、その先端部にア
シストガス噴出口１８を設けたものである。そして各ア
シストガス供給源は、ノズル１本体の外側適所にそれぞ
れ設けられている。
給路を複数個設けたレーザ加工装置の切断加工ヘッドの
一例を示す縦断面図及びその平断面図である（特願平１
ー１８１９９１号公報）。このレーザ加工装置の切断加
工ヘッドは、被加工物を切断するためにノズル１４の主
ノズル部１５の先端部を狭くし、先端部には小径のノズ
ル孔１６を設けると共に、このノズル孔１６を中心とし
て同心円上に可燃性のアシストガスが通るガス供給路１
７を適時間隔でかつ等分に複数個設け、その先端部にア
シストガス噴出口１８を設けたものである。そして各ア
シストガス供給源は、ノズル１本体の外側適所にそれぞ
れ設けられている。
【０００９】図８〜図１１で示した従来例のいずれによ
っても、加工に直接関与する主アシストガスの流速やノ
ズル位置を最適に設定することができず、加工部の裏面
に多量のドロスが付着してしまう。ドロス量が多いと、
切断中に被加工物への入熱量が増加し、加工不良を起す
おそれがある。
っても、加工に直接関与する主アシストガスの流速やノ
ズル位置を最適に設定することができず、加工部の裏面
に多量のドロスが付着してしまう。ドロス量が多いと、
切断中に被加工物への入熱量が増加し、加工不良を起す
おそれがある。
【００１０】本発明は上記の課題を解決するためになさ
れたもので、加工に直接関与する主アシストガスの流速
やノズル位置を加工に最適な位置に設定するとともに、
加工部に大気を巻き込まないようにシールドを完全に
し、さらに、加工部の裏面にドロスが付着せず、切断中
の被加工物への入熱量を増加させず、加工不良を起こす
ことのないレーザ加工装置の切断加工ヘッドを得ること
を目的とする。
れたもので、加工に直接関与する主アシストガスの流速
やノズル位置を加工に最適な位置に設定するとともに、
加工部に大気を巻き込まないようにシールドを完全に
し、さらに、加工部の裏面にドロスが付着せず、切断中
の被加工物への入熱量を増加させず、加工不良を起こす
ことのないレーザ加工装置の切断加工ヘッドを得ること
を目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明に係わるレーザ加
工装置の切断加工ヘッドは、レーザビームを通過させる
とともに主アシストガス噴射口を内周側先端部に有する
内側ノズルと、この内側ノズルの外周側に間隙を有して
前記内側ノズルと同心に設けられた外側ノズルと、前記
内側ノズル外周面先端と前記外側ノズルの内周面により
形成された環状の断面形状を有する補助アシストガス噴
出口と、を備え、前記外側ノズルの先端が前記内側ノズ
ルの先端よりノズル軸方向に０．５mm〜５mm長く延出さ
れたことにより前記主アシストガス及び前記補助アシス
トガスを噴射する噴射部を形成するものである。
工装置の切断加工ヘッドは、レーザビームを通過させる
とともに主アシストガス噴射口を内周側先端部に有する
内側ノズルと、この内側ノズルの外周側に間隙を有して
前記内側ノズルと同心に設けられた外側ノズルと、前記
内側ノズル外周面先端と前記外側ノズルの内周面により
形成された環状の断面形状を有する補助アシストガス噴
出口と、を備え、前記外側ノズルの先端が前記内側ノズ
ルの先端よりノズル軸方向に０．５mm〜５mm長く延出さ
れたことにより前記主アシストガス及び前記補助アシス
トガスを噴射する噴射部を形成するものである。
【００１２】また、主アシストガスと補助アシストガス
の供給源を同一のものとしたものである。
の供給源を同一のものとしたものである。
【００１３】また、レーザビームを通過させるとともに
主アシストガス噴射口を内周側先端部に有する内側ノズ
ルと、この内側ノズルの外周側先端部に前記主アシスト
ガス噴射口と同心円上に等間隔に配置された複数個の穴
からなる補助アシストガス噴出口と、この補助アシスト
ガス噴出口に内周面が外接する外側ノズルと、を備え、
前記外側ノズルの先端が前記内側ノズルの先端よりノズ
ル軸方向に０．５mm〜５mm長く延出されたことにより前
記主アシストガス及び前記補助アシストガスを噴射する
噴射部を形成するものである。
主アシストガス噴射口を内周側先端部に有する内側ノズ
ルと、この内側ノズルの外周側先端部に前記主アシスト
ガス噴射口と同心円上に等間隔に配置された複数個の穴
からなる補助アシストガス噴出口と、この補助アシスト
ガス噴出口に内周面が外接する外側ノズルと、を備え、
前記外側ノズルの先端が前記内側ノズルの先端よりノズ
ル軸方向に０．５mm〜５mm長く延出されたことにより前
記主アシストガス及び前記補助アシストガスを噴射する
噴射部を形成するものである。
【００１４】
【作用】レーザビームは主アシストガスとともに内側ノ
ズルの主アシストガス供給通路、主アシスト噴射口から
外側ノズルの噴射部を通って被加工物に照射され、主ア
シストガスによる酸化発熱反応を加工に利用しながら被
加工物の加工をおこなう。一方、補助アシストガスは、
補助アシストガス供給通路、補助アシストガス噴出口を
通って外側ノズルの噴射部に達し、シールドガスとなっ
て供給される。
ズルの主アシストガス供給通路、主アシスト噴射口から
外側ノズルの噴射部を通って被加工物に照射され、主ア
シストガスによる酸化発熱反応を加工に利用しながら被
加工物の加工をおこなう。一方、補助アシストガスは、
補助アシストガス供給通路、補助アシストガス噴出口を
通って外側ノズルの噴射部に達し、シールドガスとなっ
て供給される。
【００１５】
【実施例】実施例１． 図１は本発明の第１の実施例を示す縦断面図である。２
１、２２はそれぞれ内側ノズル、外側ノズルで、これら
により切断加工ヘッドである二重ノズル２０を構成して
いる。２３は内側ノズル２１の先端部に設けられた主ア
シストガス噴射口で、レーザビーム２４と主アシストガ
スとを噴射する。２５は外側ノズル２２の先端部に設け
られた補助アシストガス噴出口で、３４は補助アシスト
ガス噴出口２５と前記主アシストガス噴口２３の前面に
外側ノズル２２の先端を補助アシストガス噴射口２５の
内径に沿って延出して形成し、主アシストガスと補助ア
シストガスを噴射する噴射部である。２６は内側ノズル
２１の中心部に設けられた主アシストガス供給通路、２
７は内側ノズル２１と外側ノズル２２の間に形成された
環状の補助アシストガス供給通路である。２８は主アシ
ストガスを内側ノズル２１の主アシストガス供給通路２
６に供給する主アシストガス供給源、２９は補助アシス
トガスを補助アシストガス供給通路２７に供給する補助
アシストガス供給源で、それぞれのアシストガス供給源
２８、２９は別々に設けられている。なお、アシストガ
スは通常酸素を用い、高純度であるほど厚板を高速度で
加工する。
１、２２はそれぞれ内側ノズル、外側ノズルで、これら
により切断加工ヘッドである二重ノズル２０を構成して
いる。２３は内側ノズル２１の先端部に設けられた主ア
シストガス噴射口で、レーザビーム２４と主アシストガ
スとを噴射する。２５は外側ノズル２２の先端部に設け
られた補助アシストガス噴出口で、３４は補助アシスト
ガス噴出口２５と前記主アシストガス噴口２３の前面に
外側ノズル２２の先端を補助アシストガス噴射口２５の
内径に沿って延出して形成し、主アシストガスと補助ア
シストガスを噴射する噴射部である。２６は内側ノズル
２１の中心部に設けられた主アシストガス供給通路、２
７は内側ノズル２１と外側ノズル２２の間に形成された
環状の補助アシストガス供給通路である。２８は主アシ
ストガスを内側ノズル２１の主アシストガス供給通路２
６に供給する主アシストガス供給源、２９は補助アシス
トガスを補助アシストガス供給通路２７に供給する補助
アシストガス供給源で、それぞれのアシストガス供給源
２８、２９は別々に設けられている。なお、アシストガ
スは通常酸素を用い、高純度であるほど厚板を高速度で
加工する。
【００１６】上記のように構成した二重ノズル２０で
は、外側ノズル２２が被加工物３０に近づく程シールド
性が向上する。しかし、内側ノズル２１が被加工物３０
に近づくとガスの流速が増し、加工不良を招く。従っ
て、内側ノズル２１に設けられた主アシストガス噴射口
２３を被加工物３０から離し、外側ノズル２２の噴射部
３４を被加工物３０に近づけるように内側ノズル２１の
先端と外側ノズル２２の先端の位置をずらしてある。具
体的には、外側ノズル２２の噴射部３４の先端を内側ノ
ズル２１の主アシストガス噴射口２３の先端よりも０．
１mmから１０mm、より好ましくは０．５mm〜５mm長くす
る。すなわち、外側ノズル２２の先端が内側ノズル２１
の先端よりノズル軸方向に０．１mmから１０mm、より好
ましくは０．５mm〜５mm長く延出して主アシストガス及
び補助アシストガスを噴射する噴射部３４を形成する。
このような外側ノズル２２と内側ノズル２１の先端の位
置関係は、０．１mmから１０mm（より好ましくは０．５
mm〜５mm）の範囲内の最適値で固定した一体物にしても
よく、または０．１mmから１０mm（より好ましくは０．
５mm〜５mm）の範囲内で可変可能にしてもよい。
は、外側ノズル２２が被加工物３０に近づく程シールド
性が向上する。しかし、内側ノズル２１が被加工物３０
に近づくとガスの流速が増し、加工不良を招く。従っ
て、内側ノズル２１に設けられた主アシストガス噴射口
２３を被加工物３０から離し、外側ノズル２２の噴射部
３４を被加工物３０に近づけるように内側ノズル２１の
先端と外側ノズル２２の先端の位置をずらしてある。具
体的には、外側ノズル２２の噴射部３４の先端を内側ノ
ズル２１の主アシストガス噴射口２３の先端よりも０．
１mmから１０mm、より好ましくは０．５mm〜５mm長くす
る。すなわち、外側ノズル２２の先端が内側ノズル２１
の先端よりノズル軸方向に０．１mmから１０mm、より好
ましくは０．５mm〜５mm長く延出して主アシストガス及
び補助アシストガスを噴射する噴射部３４を形成する。
このような外側ノズル２２と内側ノズル２１の先端の位
置関係は、０．１mmから１０mm（より好ましくは０．５
mm〜５mm）の範囲内の最適値で固定した一体物にしても
よく、または０．１mmから１０mm（より好ましくは０．
５mm〜５mm）の範囲内で可変可能にしてもよい。
【００１７】次に、上記のように構成した第１の実施例
の作用を説明する。まず、主アシストガスは主アシスト
ガス供給源２８から内側ノズル２１の主アシストガス供
給通路２６内に導かれ、一方、補助アシストガスは補助
アシストガス供給源２９から補助アシストガス供給通路
２７内に導かれる。このとき、レーザビーム２４は主ア
シストガスとともに内側ノズル２１の主アシストガス供
給通路２６、主アシストガス噴射口２３、噴射部３４を
通って被加工物に照射される。一方、補助アシストガス
は、補助アシストガス供給源２９から補助アシストガス
供給通路２７を通って補助アシストガス噴出口２５から
噴射部３４に達し、シールドガスとなって供給される。
このとき、内側ノズル２１の先端と外側ノズル２２の先
端の位置をずらせてあるので、内側ノズル２１の主アシ
ストガス噴射口２３を経て噴射部３４から噴出される主
アシストガスの流速は弱まり、補助アシストガス噴出口
２５を経て外側ノズル２２の噴射部３４から噴射される
補助アシストガスによるシールド性は向上する。
の作用を説明する。まず、主アシストガスは主アシスト
ガス供給源２８から内側ノズル２１の主アシストガス供
給通路２６内に導かれ、一方、補助アシストガスは補助
アシストガス供給源２９から補助アシストガス供給通路
２７内に導かれる。このとき、レーザビーム２４は主ア
シストガスとともに内側ノズル２１の主アシストガス供
給通路２６、主アシストガス噴射口２３、噴射部３４を
通って被加工物に照射される。一方、補助アシストガス
は、補助アシストガス供給源２９から補助アシストガス
供給通路２７を通って補助アシストガス噴出口２５から
噴射部３４に達し、シールドガスとなって供給される。
このとき、内側ノズル２１の先端と外側ノズル２２の先
端の位置をずらせてあるので、内側ノズル２１の主アシ
ストガス噴射口２３を経て噴射部３４から噴出される主
アシストガスの流速は弱まり、補助アシストガス噴出口
２５を経て外側ノズル２２の噴射部３４から噴射される
補助アシストガスによるシールド性は向上する。
【００１８】その結果、レーザビーム２４は、通常酸素
よりなる主アシストガスによる酸化発熱反応を加工に利
用しながら被加工物３０の加工を促進し、主アシストガ
スの酸素の純度が高いほど、厚板を高速度で加工する。
一方、補助アシストガスは切断面を冷却し、主アシスト
ガスの防護壁としての役割をはたし、主アシストガスへ
の大気の巻込み、混入を阻止して純度の高いアシストガ
スで加工をおこなう。なお、それぞれのアシストガス供
給源２８、２９は別々に取付けられているので、目的に
応じてガスの種類を変えたりガス圧力を変化させること
ができ、被加工物３０の材質や板厚に応じて各アシスト
ガスの成分を最適に設定する。
よりなる主アシストガスによる酸化発熱反応を加工に利
用しながら被加工物３０の加工を促進し、主アシストガ
スの酸素の純度が高いほど、厚板を高速度で加工する。
一方、補助アシストガスは切断面を冷却し、主アシスト
ガスの防護壁としての役割をはたし、主アシストガスへ
の大気の巻込み、混入を阻止して純度の高いアシストガ
スで加工をおこなう。なお、それぞれのアシストガス供
給源２８、２９は別々に取付けられているので、目的に
応じてガスの種類を変えたりガス圧力を変化させること
ができ、被加工物３０の材質や板厚に応じて各アシスト
ガスの成分を最適に設定する。
【００１９】第１の実施例では、噴射部３４の先端位置
を主アシストガス噴射口２３の位置よりも０．１mmから
１０mm、より好ましくは０．５mm〜５mmだけ噴射方向に
ずらしているが、図２に示す線図は、このような内側ノ
ズル２１の高さと外側ノズル２２の高さの差ｈと、加工
部裏面に付着するドロス高さＨとの関係を示すものであ
る。図に示すように、ｈ＝０mmのときＨ＝約３mmのドロ
ス高さが、ｈ＝２mmではＨ＝約０．５mmのドロス高さま
で減少する。さらにｈを大きくするとドロス量は増加
し、ｈ＝６mmでＨ＝約２mmのドロス高さになる。ドロス
量が多いと切断中の被加工物３０への入熱量が増え、加
工不良を起す可能性が高い。経験的にドロス高さＨ＝
１．５mm以下では加工不良発生の頻度が低下することか
ら、ドロス高さＨ＝１．５mm以下になるｈを決定する
と、ｈ＝０．５mm〜５mmとなる。
を主アシストガス噴射口２３の位置よりも０．１mmから
１０mm、より好ましくは０．５mm〜５mmだけ噴射方向に
ずらしているが、図２に示す線図は、このような内側ノ
ズル２１の高さと外側ノズル２２の高さの差ｈと、加工
部裏面に付着するドロス高さＨとの関係を示すものであ
る。図に示すように、ｈ＝０mmのときＨ＝約３mmのドロ
ス高さが、ｈ＝２mmではＨ＝約０．５mmのドロス高さま
で減少する。さらにｈを大きくするとドロス量は増加
し、ｈ＝６mmでＨ＝約２mmのドロス高さになる。ドロス
量が多いと切断中の被加工物３０への入熱量が増え、加
工不良を起す可能性が高い。経験的にドロス高さＨ＝
１．５mm以下では加工不良発生の頻度が低下することか
ら、ドロス高さＨ＝１．５mm以下になるｈを決定する
と、ｈ＝０．５mm〜５mmとなる。
【００２０】実施例２． 図３は本発明の第２の実施例を示す縦断面図である。３
１は主アシストガス供給通路２６から分岐した環状の分
岐アシストガス供給通路で、内側ノズル２１と外側ノズ
ル２２の間に形成されている。３２は主アシストガス供
給通路２６と分岐アシストガス供給通路３１を結ぶ連通
穴で、内側ノズル２１の側面に設けられ、アシストガス
の流量調整はこの連通穴３２の穴径によって決められ
る。３３はアシストガスを、主アシストガス供給通路２
６と分岐アシストガス供給通路３１に供給するアシスト
ガス供給源である。
１は主アシストガス供給通路２６から分岐した環状の分
岐アシストガス供給通路で、内側ノズル２１と外側ノズ
ル２２の間に形成されている。３２は主アシストガス供
給通路２６と分岐アシストガス供給通路３１を結ぶ連通
穴で、内側ノズル２１の側面に設けられ、アシストガス
の流量調整はこの連通穴３２の穴径によって決められ
る。３３はアシストガスを、主アシストガス供給通路２
６と分岐アシストガス供給通路３１に供給するアシスト
ガス供給源である。
【００２１】上記のように構成した第２の実施例の作用
を説明する。アシストガスは、単一のアシストガス供給
源３３から内側ノズル２１の主アシストガス供給通路２
６内に導かれて主アシストガスとなり、その一部は連通
穴３２から分岐アシストガス供給通路３１を通り、補助
アシストガスとなる。このとき、レーザビーム２４は主
アシストガスとともに内側ノズル２１の主アシストガス
供給通路２６、主アシストガス噴射口２３、外側ノズル
２２の噴射部３４を通って被加工物３０に照射される。
一方、補助アシストガスは、分岐アシストガス供給通路
３１を通って補助アシストガス噴出口２５を経て噴射部
３４に達し、シールドガスとなって供給される。このと
き、第１の実施例と同様に、内側ノズル２１の先端と外
側ノズル２２の先端の位置をずらせてあるので、内側ノ
ズル２１の主アシストガス噴射口２３を経て噴射部３４
から噴出される主アシストガスの流速は弱まり、補助ア
シストガス噴出口２５を経て外側ノズル２２の噴射部３
４から噴射される補助アシストガスによるシールド性は
向上する。
を説明する。アシストガスは、単一のアシストガス供給
源３３から内側ノズル２１の主アシストガス供給通路２
６内に導かれて主アシストガスとなり、その一部は連通
穴３２から分岐アシストガス供給通路３１を通り、補助
アシストガスとなる。このとき、レーザビーム２４は主
アシストガスとともに内側ノズル２１の主アシストガス
供給通路２６、主アシストガス噴射口２３、外側ノズル
２２の噴射部３４を通って被加工物３０に照射される。
一方、補助アシストガスは、分岐アシストガス供給通路
３１を通って補助アシストガス噴出口２５を経て噴射部
３４に達し、シールドガスとなって供給される。このと
き、第１の実施例と同様に、内側ノズル２１の先端と外
側ノズル２２の先端の位置をずらせてあるので、内側ノ
ズル２１の主アシストガス噴射口２３を経て噴射部３４
から噴出される主アシストガスの流速は弱まり、補助ア
シストガス噴出口２５を経て外側ノズル２２の噴射部３
４から噴射される補助アシストガスによるシールド性は
向上する。
【００２２】実施例３． 図４は第１、第２の実施例に示したレーザ加工装置の切
断加工ヘッドを水平方向に切断した平断面図で、補助ア
シストガス供給通路２７（図１）または分岐アシストガ
ス供給通路３１（図３）の形状を複数穴として、内側ノ
ズル２１の外周側に主アシストガス噴射口２３と同心的
かつ等間隔に均等に配置してある。そして、補助アシス
トガス噴出口２５も同様に、内側ノズル２１の外周側先
端部に主アシストガス噴射口２３と同心円上に等間隔に
配置された複数個の穴から構成されている。
断加工ヘッドを水平方向に切断した平断面図で、補助ア
シストガス供給通路２７（図１）または分岐アシストガ
ス供給通路３１（図３）の形状を複数穴として、内側ノ
ズル２１の外周側に主アシストガス噴射口２３と同心的
かつ等間隔に均等に配置してある。そして、補助アシス
トガス噴出口２５も同様に、内側ノズル２１の外周側先
端部に主アシストガス噴射口２３と同心円上に等間隔に
配置された複数個の穴から構成されている。
【００２３】実施例４． 図５は図４に示した補助アシストガス供給通路２７また
は分岐アシストガス供給通路３１の形状をリング状とし
た場合の平断面図で、主アシストガス噴射口２３の周囲
に同心的に配置してある。
は分岐アシストガス供給通路３１の形状をリング状とし
た場合の平断面図で、主アシストガス噴射口２３の周囲
に同心的に配置してある。
【００２４】実施例５． 図６は図５に示した外側ノズル２２を二重構造とした場
合の平断面図である。すなわち、第４の実施例では内側
ノズル２１に対して外側ノズル２２を１個だけ設けた
が、第５の実施例では外側ノズル２２の外側にさらに第
２の外側ノズル２２ａを設け、二重構造としたものであ
る。２７ａ（３１ａ）は補助アシストガス供給通路２７
（分岐アシストガス供給通路３１）の外側に同心的に設
けられた第２の補助アシストガス供給通路（第２の分岐
アシストガス供給通路）で、各通路はリング状となって
いて、主アシストガス噴射口２３の周囲に同心的に配置
してある。
合の平断面図である。すなわち、第４の実施例では内側
ノズル２１に対して外側ノズル２２を１個だけ設けた
が、第５の実施例では外側ノズル２２の外側にさらに第
２の外側ノズル２２ａを設け、二重構造としたものであ
る。２７ａ（３１ａ）は補助アシストガス供給通路２７
（分岐アシストガス供給通路３１）の外側に同心的に設
けられた第２の補助アシストガス供給通路（第２の分岐
アシストガス供給通路）で、各通路はリング状となって
いて、主アシストガス噴射口２３の周囲に同心的に配置
してある。
【００２５】実施例６． 第５の実施例では外側ノズルを二重構造とした場合につ
いて示したが、外側ノズルを三重構造またはそれ以上の
多重構造としてもよい。また、各通路はリング状であっ
ても複数穴であってもよい。
いて示したが、外側ノズルを三重構造またはそれ以上の
多重構造としてもよい。また、各通路はリング状であっ
ても複数穴であってもよい。
【００２６】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、レーザ
ビームを通過させるとともに主アシストガス噴射口を内
周側先端部に有する内側ノズルと、この内側ノズルの外
周側に間隙を有して前記内側ノズルと同心に設けられた
外側ノズルと、前記内側ノズル外周面先端と前記外側ノ
ズルの内周面により形成された環状の断面形状を有する
補助アシストガス噴出口と、を備え、前記外側ノズルの
先端が前記内側ノズルの先端よりノズル軸方向に０．５
mm〜５mm長く延出されたことにより前記主アシストガス
及び前記補助アシストガスを噴射する噴射部を形成した
ので、主アシストガスの流速を必要以上に速くしなくと
も加工点を良好にシールド出来るため、加工部裏面にド
ロスが付着しないので、切断中の被加工物への入熱量に
よる加工不良を防止することができる。さらに、加工条
件裕度が従来に比べ広くなった（焦点位置の設定裕度は
従来１．５mm〜２．５mmの範囲であったのが、本発明の
ノズルでは０mm〜３．０mmの範囲に拡大された）ため、
加工条件の設定が容易であり、ノズル一設定を容易にす
ることができる。
ビームを通過させるとともに主アシストガス噴射口を内
周側先端部に有する内側ノズルと、この内側ノズルの外
周側に間隙を有して前記内側ノズルと同心に設けられた
外側ノズルと、前記内側ノズル外周面先端と前記外側ノ
ズルの内周面により形成された環状の断面形状を有する
補助アシストガス噴出口と、を備え、前記外側ノズルの
先端が前記内側ノズルの先端よりノズル軸方向に０．５
mm〜５mm長く延出されたことにより前記主アシストガス
及び前記補助アシストガスを噴射する噴射部を形成した
ので、主アシストガスの流速を必要以上に速くしなくと
も加工点を良好にシールド出来るため、加工部裏面にド
ロスが付着しないので、切断中の被加工物への入熱量に
よる加工不良を防止することができる。さらに、加工条
件裕度が従来に比べ広くなった（焦点位置の設定裕度は
従来１．５mm〜２．５mmの範囲であったのが、本発明の
ノズルでは０mm〜３．０mmの範囲に拡大された）ため、
加工条件の設定が容易であり、ノズル一設定を容易にす
ることができる。
【００２７】また、主アシストガスと補助アシストガス
の供給源を同一のものとしたので、構成を簡単にするこ
とができる。
の供給源を同一のものとしたので、構成を簡単にするこ
とができる。
【００２８】また、レーザビームを通過させるとともに
主アシストガス噴射口を内周側先端部に有する内側ノズ
ルと、この内側ノズルの外周側先端部に前記主アシスト
ガス噴射口と同心円上に等間隔に配置された複数個の穴
からなる補助アシストガス噴出口と、この補助アシスト
ガス噴出口に内周面が外接する外側ノズルと、を備え、
前記外側ノズルの先端が前記内側ノズルの先端よりノズ
ル軸方向に０．５mm〜５mm長く延出されたことにより前
記主アシストガス及び前記補助アシストガスを噴射する
噴射部を形成したので、アシストガスの使用量を少なく
して加工点を良好にシールドすることが出来る。
主アシストガス噴射口を内周側先端部に有する内側ノズ
ルと、この内側ノズルの外周側先端部に前記主アシスト
ガス噴射口と同心円上に等間隔に配置された複数個の穴
からなる補助アシストガス噴出口と、この補助アシスト
ガス噴出口に内周面が外接する外側ノズルと、を備え、
前記外側ノズルの先端が前記内側ノズルの先端よりノズ
ル軸方向に０．５mm〜５mm長く延出されたことにより前
記主アシストガス及び前記補助アシストガスを噴射する
噴射部を形成したので、アシストガスの使用量を少なく
して加工点を良好にシールドすることが出来る。
【図１】 本発明の第１の実施例を示す縦断面図であ
る。
る。
【図２】 本発明のノズルの高さの差とドロスの高さと
の関係の一例を示す線図である。
の関係の一例を示す線図である。
【図３】 本発明の第２の実施例を示す縦断面図であ
る。
る。
【図４】 本発明の第３の実施例を示す平断面図であ
る。
る。
【図５】 本発明の第４の実施例を示す平断面図であ
る。
る。
【図６】 本発明の第５の実施例を示す平断面図であ
る。
る。
【図７】 従来のレーザ加工装置の切断加工ヘッドの一
例を示す縦断面図である。
例を示す縦断面図である。
【図８】 従来のレーザ加工装置の切断加工ヘッドの他
の一例を示す縦断面図である。
の一例を示す縦断面図である。
【図９】 従来のレーザ加工装置の切断加工ヘッドのさ
らに他の一例を示す縦断面図である。
らに他の一例を示す縦断面図である。
【図１０】 従来のレーザ加工装置の切断加工ヘッドの
別の一例を示す縦断面図である。
別の一例を示す縦断面図である。
【図１１】 図１０の平断面図である。
２０ 二重ノズル、２１ 内側ノズル、２２、２２ａ
外側ノズル、２３ 主アシストガス噴射口、２４ レー
ザビーム、２５ 補助アシストガス噴出口、２６ 主ア
シストガス供給通路、２７、２７ａ 補助アシストガス
供給通路、２８主アシストガス供給源、２９ 補助アシ
ストガス供給源、３０ 被加工物、３１、３１ａ 分岐
アシストガス供給通路、３２ 連通穴、３３ アシスト
ガス供給源、３４ 噴射部。
外側ノズル、２３ 主アシストガス噴射口、２４ レー
ザビーム、２５ 補助アシストガス噴出口、２６ 主ア
シストガス供給通路、２７、２７ａ 補助アシストガス
供給通路、２８主アシストガス供給源、２９ 補助アシ
ストガス供給源、３０ 被加工物、３１、３１ａ 分岐
アシストガス供給通路、３２ 連通穴、３３ アシスト
ガス供給源、３４ 噴射部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B23K 26/14
Claims (3)
- 【請求項１】 レーザビームを通過させるとともに主ア
シストガス噴射口を内周側先端部に有する内側ノズル
と、 この内側ノズルの外周側に間隙を有して前記内側ノズル
と同心に設けられた外側ノズルと、前記内側ノズル外周面先端と前記外側ノズルの内周面に
より形成された環状の断面形状を有する 補助アシストガ
ス噴出口と、 を備え、前記外側ノズルの先端が前記内側ノズルの先端よりノズ
ル軸方向に ０．５mm〜５mm長く延出されたことにより前
記主アシストガス及び前記補助アシストガスを噴射する
噴射部を形成することを特徴とするレーザ加工装置の切
断加工ヘッド。 - 【請求項２】 主アシストガスと補助アシストガスの供
給源を同一のものとしたことを特徴とする請求項１記載
のレーザ加工装置の切断加工ヘッド。 - 【請求項３】 レーザビームを通過させるとともに主ア
シストガス噴射口を内周側先端部に有する内側ノズル
と、 この内側ノズルの外周側先端部に前記主アシストガス噴
射口と同心円上に等間隔に配置された複数個の穴からな
る補助アシストガス噴出口と、この補助アシストガス噴出口に内周面が外接する 外側ノ
ズルと、を備え、前記外側ノズルの先端が前記内側ノズルの先端よりノズ
ル軸方向に ０．５mm〜５mm長く延出されたことにより前
記主アシストガス及び前記補助アシストガスを噴射する
噴射部を形成することを特徴とするレーザ加工装置の切
断加工ヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03248988A JP3092021B2 (ja) | 1991-09-27 | 1991-09-27 | レーザ加工装置の切断加工ヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03248988A JP3092021B2 (ja) | 1991-09-27 | 1991-09-27 | レーザ加工装置の切断加工ヘッド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0584589A JPH0584589A (ja) | 1993-04-06 |
| JP3092021B2 true JP3092021B2 (ja) | 2000-09-25 |
Family
ID=17186358
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03248988A Expired - Lifetime JP3092021B2 (ja) | 1991-09-27 | 1991-09-27 | レーザ加工装置の切断加工ヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3092021B2 (ja) |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4402000C2 (de) * | 1994-01-25 | 1996-04-11 | Fraunhofer Ges Forschung | Düsenanordnung für das Laserstrahlschneiden |
| JP3749356B2 (ja) * | 1997-09-24 | 2006-02-22 | 株式会社アマダ | レーザ加工機の加工ノズル |
| JP3500071B2 (ja) | 1998-07-23 | 2004-02-23 | 株式会社日平トヤマ | レーザ加工方法及びレーザ加工装置 |
| JP3385361B2 (ja) * | 2000-05-09 | 2003-03-10 | 北海道大学長 | レーザ溶接方法及びレーザ溶接装置 |
| US6667459B1 (en) * | 2000-11-21 | 2003-12-23 | Hypertherm, Inc. | Configurable nozzle baffle apparatus and method |
| KR100799711B1 (ko) * | 2001-12-21 | 2008-02-01 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 광학계측기의 렌즈 보호용 공기 분사장치 |
| JP4299157B2 (ja) | 2004-02-03 | 2009-07-22 | トヨタ自動車株式会社 | 粉末金属肉盛ノズル |
| DE102005028243C5 (de) * | 2005-06-17 | 2020-07-09 | Precitec Gmbh & Co. Kg | Düsenanordnung für einen Laserbearbeitungskopf |
| JP2007237216A (ja) * | 2006-03-07 | 2007-09-20 | Kobe Steel Ltd | レーザ溶接方法およびレーザ溶接装置 |
| JP5039757B2 (ja) * | 2009-08-21 | 2012-10-03 | 株式会社アマダ | レーザ加工装置におけるレーザ加工ヘッド |
| FR3054971B1 (fr) * | 2016-08-12 | 2019-01-25 | Accelinn | Procede de protection, par soufflage fluidique, d'un appareil d'emission et/ou de reception des ondes electromagnetiques, dispositif convenant a sa mise en œuvre et un tel appareil equipe dudit dispositif |
| WO2019142239A1 (ja) * | 2018-01-16 | 2019-07-25 | 三菱電機株式会社 | レーザ加工装置 |
| JP6924715B2 (ja) * | 2018-03-15 | 2021-08-25 | 三菱重工業株式会社 | レーザ加工用ノズル及びレーザ加工装置 |
| JP6920237B2 (ja) * | 2018-03-15 | 2021-08-18 | 三菱重工業株式会社 | レーザ加工用ノズル及びレーザ加工装置 |
| JP2021007976A (ja) * | 2019-07-02 | 2021-01-28 | 株式会社アマダ | レーザ加工用ノズル，レーザ加工装置，レーザ加工方法，及びレーザ加工用ノズル群 |
| DE102022209031A1 (de) * | 2022-08-31 | 2024-02-29 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein | Bearbeitungskopf und Verfahren zum Laserstrahlschneiden von Bauteilen |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61283485A (ja) * | 1985-06-06 | 1986-12-13 | Toyota Motor Corp | レ−ザ肉盛時におけるガスシ−ル方法 |
| JP2844597B2 (ja) * | 1988-01-18 | 1999-01-06 | 株式会社 小松製作所 | レーザ切断における切断用ノズルの構造とその切断方法 |
| JPH02263585A (ja) * | 1989-04-03 | 1990-10-26 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 複合熱源溶接装置 |
-
1991
- 1991-09-27 JP JP03248988A patent/JP3092021B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0584589A (ja) | 1993-04-06 |
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