JP3179892B2 - Laser processing apparatus and laser processing method - Google Patents

Laser processing apparatus and laser processing method

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JP3179892B2
JP3179892B2 JP29010792A JP29010792A JP3179892B2 JP 3179892 B2 JP3179892 B2 JP 3179892B2 JP 29010792 A JP29010792 A JP 29010792A JP 29010792 A JP29010792 A JP 29010792A JP 3179892 B2 JP3179892 B2 JP 3179892B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、レーザ加工によるスパ
ッタが飛散する向きを制御することができるレーザ加工
装置並びにレーザ加工方法に関する。
The present invention relates to relates to lasers machining apparatus and a laser machining method Ru can control the direction in which sputtered by laser machining are scattered.

【0002】[0002]

【従来の技術】レーザ光を利用した加工としては、切
断、穴あけ、溶接などの加工が、機械、電子、半導体の
多方面の分野で利用されている。特に、レーザ加工装置
による、薄板の高精度な切断加工は、広く普及してい
る。
2. Description of the Related Art As processing using laser light, processing such as cutting, drilling, and welding is used in various fields of machinery, electronics, and semiconductors. In particular, high-precision cutting of a thin plate by a laser processing apparatus is widely used.

【0003】従来のレーザ加工装置による加工について
説明する。従来の一般的なレーザ加工装置においては、
レーザ発振器から与えられたレーザ光がワークの方向に
誘導され、ワークの加工面で加工可能な所要の熱エネル
ギ密度を有するよう集光レンズで充分に集光され、この
レーザ光がワークの直前に配置されたレーザ加工用ガス
ノズル(以下、単にガスノズルということがある)先端
部分よりワークに照射される。ガスノズルの先部からは
レーザ光照射部に供給したアシストガスが上記レーザ光
と共に同軸的に吹き出される。
[0003] Processing by a conventional laser processing apparatus will be described. In conventional general laser processing equipment,
Laser light provided from a laser oscillator is guided in the direction of the work, and is sufficiently condensed by a condensing lens so as to have a required heat energy density that can be processed on the processing surface of the work. The workpiece is irradiated from the tip of the disposed laser processing gas nozzle (hereinafter, sometimes simply referred to as a gas nozzle). The assist gas supplied to the laser beam irradiator is coaxially blown out from the tip of the gas nozzle together with the laser beam.

【0004】このようなレーザ加工装置による穴あけや
切断は、まず上下方向の位置関係を調整して集光レンズ
の焦点の位置がワークの加工面に来るように位置設定を
行い、次にアシストガスを供給しながら、レーザ発振器
を発振動作させてレーザ光をワークに照射することによ
り行われる。このレーザ光は上記のように充分な熱エネ
ルギ密度になるまで集光されており、これが熱源となっ
てワークの表面を溶融し、この溶融が表面から順次深さ
方向に向かって進行しやがて貫通して穴があけられる。
また、切断を行う場合には、上記のようにレーザ光を照
射した状態でワークを水平面内で移動させ、ワーク上の
レーザ光の照射位置を所定の軌跡に沿って移動させる。
尚、ワークの上下方向の移動動作、水平面内の移動動
作、及びレーザ発振器の発振動作などは、コントローラ
によって自動または手動で制御される。
In drilling and cutting with such a laser processing apparatus, first, the positional relationship in the vertical direction is adjusted so that the focal point of the condenser lens is positioned on the processing surface of the work, and then the assist gas is used. While supplying the laser beam, the laser oscillator is oscillated to irradiate the workpiece with laser light. This laser light is focused until it has a sufficient heat energy density as described above, and this serves as a heat source to melt the surface of the work, and this melting proceeds sequentially from the surface in the depth direction and eventually penetrates. And a hole is drilled.
When cutting is performed, the work is moved in a horizontal plane while the laser light is being irradiated as described above, and the irradiation position of the laser light on the work is moved along a predetermined trajectory.
The vertical movement of the work, the movement in the horizontal plane, and the oscillation of the laser oscillator are automatically or manually controlled by the controller.

【0005】また、上記のようなレーザ加工装置に使用
されるガスノズルに関する従来技術として、特開昭51
−147446号公報に記載のように、ガスノズル先端
部を2重構造とし、中心部に噴出する活性ガスを取り囲
むように不活性ガスを噴出し、レーザ光による切断加工
の速度及び切断時の寸法精度を向上させるものがある。
[0005] As prior art relating to gas nozzle for use in a laser machining apparatus as described above, JP 51
As described in JP-A-147446 , the tip of the gas nozzle has a double structure, and an inert gas is blown out so as to surround the active gas blown out to the center, and the cutting speed by laser light and dimensional accuracy at the time of cutting are performed. There is something to improve.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】レーザ加工は、レーザ
光によって与えられる熱エネルギーによりワークの表面
が溶融し、これが熱源となって順次深さ方向に溶融部分
が進むことによって行われる加工であるため、溶融した
ワークの溶湯がスパッタとして飛散することが問題とな
る。例えば、レーザ光によって穴あけ加工を行った時に
は、図12に示すように溶融物がスパッタ90となり、
加工された穴91を中心としてしてワーク92の表面上
に放射状に飛散し、ワーク92全体の表面清浄度を悪化
させてその品質を著しく劣化させる。また、複数の穴あ
け加工を行う場合には、先に加工した穴にスパッタが飛
散することによりせっかく加工した穴を塞いでしまうこ
とがあった。
The laser processing is performed by melting the surface of the work by the thermal energy given by the laser beam, and using this as a heat source to sequentially advance the molten portion in the depth direction. However, there is a problem that the molten metal of the molten work is scattered as spatter. For example, when drilling is performed by a laser beam, the molten material becomes a sputter 90 as shown in FIG.
Radially scattered around the surface of the work 92 around the processed hole 91, the surface cleanliness of the whole work 92 is deteriorated, and the quality thereof is remarkably deteriorated. Further, when a plurality of holes are drilled, spatters may scatter into the previously drilled holes, thereby closing the previously drilled holes.

【0007】このような問題点に対して、先述した従来
のレーザ加工装置においてはなんらの配慮もされていな
かった。また、特開昭51−147446号公報に記載
のようにノズルを改良したとしてもこの問題を解決する
ことはできない。
[0007] With respect to such a problem, no consideration has been given to the aforementioned conventional laser processing apparatus. Further, even if the nozzle is improved as described in JP-A-51-147446, this problem cannot be solved.

【0008】本発明の目的は、上記問題点に鑑み、レー
ザ加工によるスパッタの飛散範囲を制限し、かつその飛
散する向きを制御することにより、ワーク加工後の品質
を向上させることができるレーザ加工装置、並びにレー
ザ加工方法を提供することである。
An object of the present invention has been made in view of the above problems, and limit scattering range of sputtering by laser processing, and by controlling the orientation of the scattering, Ru can improve the quality after work machining rate It is an object of the present invention to provide a processing apparatus and a laser processing method.

【0009】[0009]

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上 記目標を達成するた
め、本発明によれば、レーザ発振器と、ワークを載置し
前記ワークを移動させる移動テーブルと、前記レーザ発
振器から出力されるレーザ光を前記ワークに誘導する誘
導手段と、前記ワークに誘導された前記レーザ光を集光
させる集光レンズと、前記ワーク上の前記レーザ光の集
光部にアシストガスを供給するアシストガス供給手段
と、前記誘導手段による前記レーザ光の前記ワークへの
照射および前記移動テーブルの移動を制御する第1の制
御手段とを備え、前記レーザ光を前記ワーク上に集光さ
せ移動テーブルを移動させて前記ワークを加工するレー
ザ加工装置において、前記ワークに照射されるレーザ光
が通過しかつ前記アシストガスが供給されるレーザ加工
用ガスノズルと、前記レーザ加工用ガスノズルの先端部
分の端面に先端部分の外周面に開口するよう形成され、
前記アシストガスを選択的に流出させることでレーザ加
工により生じたスパッタを特定の向きに飛散させる1つ
の凹所と、前記ガスノズルを前記ワークに対して回転さ
せる回転手段と、前記移動テーブルの移動方向に応じて
前記凹所が所定の向きを向き前記レーザ加工により生じ
たスパッタがその向きに飛散するように前記回転手段を
制御する第2の制御手段とを有することを特徴とするレ
ーザ加工装置が提供される。
To achieve the above Symbol target Means for Solving the Problems] According to the present invention, a laser oscillator, a moving table for moving and placing the workpiece the workpiece, the laser beam output from the laser oscillator Guiding means for guiding the laser light guided to the work, a condensing lens for condensing the laser light guided to the work, and an assist gas supply means for supplying an assist gas to a condensing portion of the laser light on the work. And first control means for controlling the irradiation of the laser light on the work by the guiding means and the movement of the moving table, wherein the laser light is condensed on the work and the moving table is moved. In a laser processing apparatus for processing a work, a laser beam applied to the work
Laser processing gas nozzle through which the gas passes and the assist gas is supplied, and a tip portion of the laser processing gas nozzle
It is formed on the end face of the minute so as to open to the outer peripheral surface of the tip part,
Laser discharge by selectively letting out the assist gas
One that spatters the spatter generated by the process in a specific direction
And a rotating means for rotating the gas nozzle with respect to the work, and the recess is oriented in a predetermined direction according to a moving direction of the moving table, and is formed by the laser processing.
And a second control means for controlling the rotating means so that the spatter scatters in the direction .

【0011】また、上記目標を達成するため、本発明に
よれば、レーザ発振器より発振するレーザ光を移動テー
ブルに載置したワークに誘導し、集光レンズによって前
記レーザ光を前記ワークに集光させ、前記ワーク上の前
記レーザ光の集光部にアシストガスを噴出しながら前記
移動テーブルを移動させて前記ワークを加工するレーザ
加工方法において、前記ワークに照射されるレーザ光が
通過しかつ前記アシストガスが供給されるレーザ加工用
ガスノズルを設け、このレーザ加工用ガスノズルの先端
部分の端面に先端部分の外周面に開口するよう1つの凹
所を形成し、この凹所より前記アシストガスを選択的に
流出させることでレーザ加工により生じたスパッタを特
定の向きに飛散させると共に、前記レーザ加工用ガスノ
ズルを回転制御することで前記凹所からの前記アシスト
ガスの流出する方向を制御してレーザ加工によるスパッ
タを先行する加工部分以外の向きに飛散させることを特
徴とするレーザ加工方法が提供される。
According to the present invention, in order to achieve the above object, laser light oscillated from a laser oscillator is guided to a work placed on a moving table, and the laser light is focused on the work by a condenser lens. In the laser processing method of processing the work by moving the moving table while ejecting an assist gas to a condensing portion of the laser light on the work, the laser light applied to the work is
For laser processing through which the assist gas is supplied
A gas nozzle is provided and the tip of this gas nozzle for laser processing
One concave on the end face of the part so as to open on the outer peripheral surface of the tip part
Where the assist gas is selectively formed from the recess.
The spatter generated by laser processing
Scattered in a certain direction, and
A laser processing method is provided in which the direction in which the assist gas flows out of the recess is controlled by controlling the rotation of the chisel to scatter the sputtering by laser processing in a direction other than the preceding processing portion. .

【0012】また、上記目標を達成するため、本発明に
よれば、レーザ発振器より発振するレーザ光を移動テー
ブルに載置したワークに誘導し、集光レンズによって前
記レーザ光を前記ワークに集光させ、前記ワーク上の前
記レーザ光の集光部にアシストガスを噴出しながら前記
移動テーブルを移動させて前記ワークを加工し、前記ワ
ークを必要部分と捨材とに切断するレーザ加工方法にお
いて、前記ワークに照射されるレーザ光が通過しかつ前
記アシストガスが供給されるレーザ加工用ガスノズルを
設け、このレーザ加工用ガスノズルの先端部分の端面に
先端部分の外周面に開口するよう1つの凹所を形成し、
この凹所より前記アシストガスを選択的に流出させるこ
とでレーザ加工により生じたスパッタを特定の向きに飛
散させると共に、前記レーザ加工用ガスノズルを回転制
御することで前記凹所からの前記アシストガスの流出す
る方向を制御してレーザ加工によるスパッタを捨材の向
きに飛散させることを特徴とするレーザ加工方法が提供
される。
According to the present invention, in order to achieve the above object, laser light oscillated from a laser oscillator is guided to a work placed on a moving table, and the laser light is focused on the work by a condenser lens. A laser processing method for processing the work by moving the moving table while ejecting an assist gas to the condensing portion of the laser light on the work, and cutting the work into necessary parts and scraps; The laser beam irradiated on the work passes and is
The laser gas nozzle for supplying the assist gas
Provided on the end face of the tip of the laser processing gas nozzle.
One recess is formed to open on the outer peripheral surface of the tip,
The assist gas is selectively discharged from this recess.
Spatter generated by laser processing in a specific direction
And the laser processing gas nozzle is rotated.
By controlling the direction in which the assist gas flows out of the recess, the spatter generated by the laser processing is scattered in the direction of the discarded material.

【0013】[0013]

【0014】前記レーザ加工用ガスノズルに形成された
前記凹所は、好ましくは、前記先端部分の内周面にも開
口している。
The recess formed in the laser processing gas nozzle preferably also opens on the inner peripheral surface of the tip.

【0015】[0015]

【作用】レーザ加工用ガスノズルの先端部分の端面が均
一な形状である場合には、アシストガスにかかる抵抗が
均一になりアシストガスは均一に流出し、このアシスト
ガスに同伴されてスパッタは均一に放射状に飛散する。
ところが、本発明のレーザ加工用ガスノズルにおいて
は、先端部分の端面に外周面へ開口する凹所を形成する
ことにより、レーザ加工によるスパッタがこの凹所の向
きに選択的に飛散する。これは、凹所の部分におけるア
シストガスにかかる抵抗が少なくなるので、アシストガ
スは凹所の部分に選択的に流出し、従ってスパッタがこ
のアシストガスの流出する向きに同伴され、凹所の向き
に多く飛散しそれ以外の向きには殆ど飛散しないように
なるためであると推測される。これにより、スパッタの
飛散範囲が制限され、その飛散の向きの制御が可能とな
る。
When the end face of the tip of the laser processing gas nozzle has a uniform shape, the resistance applied to the assist gas becomes uniform, the assist gas flows out uniformly, and the sputter is uniformly accompanied by the assist gas. Spatters radially.
However, in the gas nozzle for laser processing according to the present invention, by forming a concave portion that opens to the outer peripheral surface at the end face of the tip portion, sputter by laser processing is selectively scattered in the direction of the concave portion. This is because the resistance to the assist gas at the concave portion is reduced, so that the assist gas selectively flows out to the concave portion, so that the spatter is entrained in the direction in which the assist gas flows, and the direction of the concave portion is reduced. It is presumed that this is because it scatters a lot, and hardly scatters in other directions. Thereby, the scattering range of the spatter is restricted, and the direction of the scattering can be controlled.

【0016】上記凹所は、ガスノズルの先端部分の端面
においてガスノズルの外周面へ開口するよう形成される
が、これをガスノズルの内周面へも開口するように形成
することにより、凹所の部分の抵抗がさらに少なくな
り、アシストガスの流出する範囲、従ってスパッタの飛
散する範囲がさらに制限される。これにより、ガスノズ
ルをさらにワークに近づけてスパッタの飛散範囲を一層
制限することも可能となる。
The recess is formed so as to open to the outer peripheral surface of the gas nozzle at the end face of the distal end portion of the gas nozzle. By forming the recess so as to open also to the inner peripheral surface of the gas nozzle, the concave portion is formed. Is further reduced, and the range in which the assist gas flows out, and thus the range in which the spatter scatters, is further limited. This makes it possible to further restrict the scattering range of the sputter by moving the gas nozzle closer to the work.

【0017】また、上記のようなレーザ加工用ガスノズ
ルが搭載されたレーザ加工装置においては、レーザ光の
ワークへの照射および移動テーブルの移動は第1の制御
手段で制御され、スパッタの飛散する向きは第2の制御
手段で制御される。第2の制御手段は、ガスノズルをワ
ークに対して回転させる回転手段を制御し、移動テーブ
ルの移動する方向に応じてガスノズルの凹所が所定の向
きに向けられ、これによってレーザ加工する方向に応じ
た所定の方向にスパッタが飛散する。
Further, in the laser processing apparatus equipped with the laser processing gas nozzle as described above, the irradiation of the laser beam onto the work and the movement of the moving table are controlled by the first control means, and the direction in which the spatter scatters. Is controlled by the second control means. The second control means controls a rotation means for rotating the gas nozzle with respect to the workpiece, and the concave portion of the gas nozzle is oriented in a predetermined direction according to the moving direction of the moving table, whereby the laser processing direction is changed. The spatter scatters in a predetermined direction.

【0018】また、上記のようなレーザ加工用ガスノズ
ルを用い、アシストガスを噴出しながら移動テーブルに
よりワークを移動させてレーザ加工を行う場合、ガスノ
ズルの凹所の向きを制御してアシストガスの流出する方
向を制御し、先行する加工部分以外の向きにスパッタを
飛散させることにより、例えば、複数の近接した穴あけ
加工を行う場合に、先に加工した穴にスパッタが飛散し
その穴を塞ぐことが防止されるなど、先行する加工部分
へのスパッタの飛散を防止することが可能となる。
In the case where the laser processing gas nozzle is used to perform laser processing by moving a work by a moving table while ejecting the assist gas, the direction of the recess of the gas nozzle is controlled to discharge the assist gas. By controlling the direction to be sputtered and spattering in a direction other than the preceding processing part, for example, when performing multiple adjacent drilling processing, it is possible that the spatter scatters in the previously processed hole and closes the hole. For example, it is possible to prevent the spatter from scattering to the preceding processed portion.

【0019】また、上記のようなレーザ加工用ガスノズ
ルを用いたレーザ加工によりワークを必要部分と捨材と
に切断する場合、ガスノズルの凹所の向きを制御してア
シストガスの流出する方向を制御し、捨材にスパッタを
飛散させることにより、必要部分の方にスパッタが飛散
せずに良好な表面清浄度が保たれる。また、捨材は最終
的に廃棄されるので、スパッタがその表面に選択的に飛
散しても問題ない。
Further, when the work is cut into necessary parts and discarded parts by laser processing using the laser processing gas nozzle as described above, the direction of the recess of the gas nozzle is controlled to control the direction in which the assist gas flows out. However, by scattering the spatter on the waste material, a good surface cleanliness can be maintained without the spatter being scattered toward a necessary portion. Further, since the waste material is finally discarded, there is no problem even if the spatter is selectively scattered on the surface.

【0020】[0020]

【実施例】本発明の一実施例について、図1から図5に
より説明する。まず、本実施例のレーザ加工装置の構成
について説明する。図1に示すように、本実施例のレー
ザ加工装置は、レーザ光を出力するレーザ発振器1、被
加工物であるワーク2を搭載し水平面内(X軸方向およ
びY軸方向)に移動自在なXYテーブル3、レーザ発振
器1を上下方向(Z軸方向)に移動させるZテーブル
4、レーザ発振器1に付設された加工ヘッド5、加工ヘ
ッド5の底面にワーク2に臨むように付設されたノズル
部6、レーザ発振器1でのレーザ発振のための電力を供
給する電源7、XYテーブル3の水平面内(X軸方向及
びY軸方向)の移動動作、Zテーブル4の上下方向(Z
軸方向)の移動動作、レーザ発振器1の発振動作、及び
後述する回転手段40の回転動作を制御するコントロー
ラ8を備えている。尚、図示を省略したが、コントロー
ラ8においては、第1の制御手段がXYテーブル3の水
平面内の移動動作、Zテーブル4の上下方向の移動動
作、及びレーザ発振器1の発振動作を制御し、第2の制
御手段が回転手段40の回転動作を制御するよう構成さ
れている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. First, the configuration of the laser processing apparatus according to the present embodiment will be described. As shown in FIG. 1, the laser processing apparatus according to the present embodiment mounts a laser oscillator 1 that outputs laser light and a work 2 that is a workpiece, and is movable in a horizontal plane (X-axis direction and Y-axis direction). An XY table 3, a Z table 4 for moving the laser oscillator 1 in the vertical direction (Z-axis direction), a processing head 5 provided on the laser oscillator 1, and a nozzle provided on the bottom surface of the processing head 5 so as to face the work 2. 6, a power supply 7 for supplying power for laser oscillation in the laser oscillator 1, a moving operation of the XY table 3 in a horizontal plane (X-axis direction and Y-axis direction), and a vertical movement of the Z table 4 (Z
A controller 8 is provided for controlling the moving operation in the axial direction), the oscillating operation of the laser oscillator 1, and the rotating operation of the rotating means 40 described later. Although not shown, in the controller 8, the first control means controls the movement of the XY table 3 in the horizontal plane, the movement of the Z table 4 in the vertical direction, and the oscillation of the laser oscillator 1, Second control means is configured to control the rotation operation of the rotation means 40.

【0021】図1に示すレーザ加工装置によりレーザ光
がワークへ照射される状況を図2により説明する。尚、
図2は原理図であって、加工ヘッド及びノズル部の詳細
な構成及び機能については図3を用いて後述する。図2
において、レーザ発振器1から加工ヘッド5に対し、レ
ーザ光9が入射する。加工ヘッド5の内部の光学系に
は、ベンディングミラー10が設けられ、レーザ光9を
反射させてワーク2の方向に誘導する。また、ワーク2
に臨むように位置するノズル部6の内部には集光レンズ
11が配設されており、ワーク2の加工面での加工を可
能にする所要のエネルギ密度を有するように、この集光
レンズ11によって充分に集光される。集光されたレー
ザ光9は、ノズル部6のノズル先端部分から外部に出力
され、ワーク2上の加工位置Pに照射される。さらに、
ノズル部6にはアシストガス供給口28が設けられてお
り、ノズル部6のノズル先端部分からはアシストガスが
上記レーザ光9と同軸的に加工位置Pに噴出される。
The situation in which a laser beam is applied to a work by the laser processing apparatus shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG. still,
FIG. 2 is a principle diagram, and a detailed configuration and functions of the processing head and the nozzle unit will be described later with reference to FIG. FIG.
, A laser beam 9 is incident on the processing head 5 from the laser oscillator 1. A bending mirror 10 is provided in an optical system inside the processing head 5 and reflects the laser beam 9 to guide the laser beam 9 toward the workpiece 2. Work 2
A condensing lens 11 is disposed inside the nozzle portion 6 positioned so as to face the workpiece 2. The condensing lens 11 has a required energy density that enables processing on the processing surface of the work 2. Is sufficiently focused. The condensed laser light 9 is output to the outside from the nozzle tip portion of the nozzle section 6 and is applied to a processing position P on the workpiece 2. further,
An assist gas supply port 28 is provided in the nozzle section 6, and an assist gas is jetted from the nozzle tip portion of the nozzle section 6 to the processing position P coaxially with the laser beam 9.

【0022】上記の構成において、レーザ光9による加
工は次のように行なわれる。集光レンズ11によって集
光されたレーザ光9が集光レンズ11によってワーク2
の加工面上の位置Pで焦点を結ぶようにZテーブル4
(図1参照)を動作させ、上下方向の位置関係を調整す
ることにより位置設定を行う。その後、コントローラ8
の制御の下で、アシストガスを供給し、レーザ発振器1
を発振動作させ、レーザ光9をワーク2上に照射する。
このレーザ光9は充分な熱エネルギになるまで集光され
ており、ワーク2表面の照射された部分が溶融し、これ
が熱源となってこの溶融が表面から順次深さ方向に向っ
て進行し、やがてワーク2を貫通してワーク2の穴があ
けられる。そして、コントローラ8の制御の下でXYテ
ーブル3を所要の軌跡で移動させ、切断すべき部分に沿
ってレーザ光9を移動させることによりワーク2の切断
加工が行われる。この時、レーザ加工によって溶融した
ワークの溶湯がスパッタとして飛散するが、ノズル先端
部分の形状によってその飛散範囲が制限される。このノ
ズル先端部分の形状及び機能については後述する。
In the above configuration, processing by the laser beam 9 is performed as follows. The laser beam 9 condensed by the condenser lens 11 is applied to the work 2 by the condenser lens 11.
Z table 4 so as to focus on position P on the processing surface
(Refer to FIG. 1), and the position is set by adjusting the positional relationship in the vertical direction. Then, the controller 8
Supplies the assist gas under the control of the laser oscillator 1
Is oscillated to irradiate the work 2 with the laser light 9.
The laser light 9 is focused until the heat energy becomes sufficient, and the irradiated portion of the surface of the work 2 is melted, and this becomes a heat source, and the melting proceeds sequentially from the surface in the depth direction. Eventually, a hole in the work 2 is made through the work 2. Then, the XY table 3 is moved along a required locus under the control of the controller 8, and the laser beam 9 is moved along a portion to be cut, whereby the work 2 is cut. At this time, the molten metal of the work melted by the laser processing scatters as spatter, but the scattered range is limited by the shape of the nozzle tip. The shape and function of the nozzle tip will be described later.

【0023】次に、上記レーザ加工装置のノズル部の構
成を説明する。図3に示すように、ノズル部6には、加
工ヘッド5底部に固定された固定外筒21、レンズ支持
部材11aによって固定外筒21に固定された前述の集
光レンズ11、固定外筒21に軸受22で回転自在に支
持された回転内筒23、回転内筒23にプーリー24及
び25に架けられたベルト26を介して回転を伝えるモ
ータ27、アシストガスをノズル部6に供給するアシス
トガス供給口28、回転内筒23に固定されると共に軸
受29に回転自在に支持されアシストガスを噴出するガ
スノズル30が備えられている。上記軸受22、回転内
筒23、プーリー24,25、ベルト26、モータ2
7、及び軸受29により回転手段40が構成される。
Next, the configuration of the nozzle portion of the laser processing apparatus will be described. As shown in FIG. 3, a fixed outer cylinder 21 fixed to the bottom of the processing head 5, a condenser lens 11 described above fixed to the fixed outer cylinder 21 by a lens support member 11a, and a fixed outer cylinder 21 Inner cylinder 23 rotatably supported by a bearing 22, a motor 27 for transmitting rotation through a belt 26 stretched over pulleys 24 and 25 to the inner cylinder 23, an assist gas for supplying an assist gas to the nozzle section 6 A gas nozzle 30 fixed to the supply port 28 and the rotating inner cylinder 23 and rotatably supported by a bearing 29 and ejecting assist gas is provided. The bearing 22, the rotating inner cylinder 23, the pulleys 24 and 25, the belt 26, and the motor 2
7 and the bearing 29 constitute a rotating means 40.

【0024】図4(a)及び(b)に本実施例のレーザ
加工用ガスノズルの先端部分近傍の形状を示す。尚、図
4(b)は図4(a)のIV−B方向から見た図であ
る。ガスノズル30には、その先端部分の端面30aに
おいて外周面30bへ開口する凹所30cが設けられて
おり、これにより、前述のようにレーザ加工によるスパ
ッタがこの凹所30cの向きに選択的に飛散し、その飛
散範囲が制限される。これは、凹所30cの部分におけ
るアシストガスにかかる抵抗が少なくなるので、アシス
トガスが凹所30cの部分に選択的に流出し、従ってス
パッタがこのアシストガスの流出する向きに同伴され、
凹所30cの向きに多く飛散しそれ以外の向きには殆ど
飛散しないようになるためであると推測される。尚、も
し、ガスノズル30の先端部分の端面30aが均一な形
状である場合には、アシストガスにかかる抵抗が均一に
なりアシストガスは均一に流出し、このアシストガスに
同伴されてスパッタは均一に放射状に飛散し、ワーク全
体の表面清浄度を悪化させてしまう。
FIGS. 4A and 4B show the shape near the tip of the laser processing gas nozzle of this embodiment. FIG. 4B is a diagram viewed from the IV-B direction in FIG. 4A. The gas nozzle 30 is provided with a recess 30c that opens to the outer peripheral surface 30b at the end face 30a of the tip portion, whereby the sputter by laser processing is selectively scattered in the direction of the recess 30c as described above. And its scattering range is limited. This is because the resistance applied to the assist gas in the recess 30c is reduced, so that the assist gas selectively flows out to the recess 30c, so that the sputter is entrained in the direction in which the assist gas flows out,
It is presumed that this is because a large amount of the particles scatter in the direction of the recess 30c and hardly scatter in the other directions. If the end face 30a of the tip portion of the gas nozzle 30 has a uniform shape, the resistance applied to the assist gas becomes uniform, the assist gas flows out uniformly, and the sputter is uniformly accompanied by the assist gas. It scatters radially and deteriorates the surface cleanliness of the entire work.

【0025】図3に戻り、ノズル部6において、モータ
27はコントローラ8(図1参照)に制御されることに
より回転し、このモータ27の回転がプーリー24及び
25に架けられたベルト26を介して伝えられることに
より回転内筒23が回転する。ガスノズル30は回転内
筒23に固定されているので、回転内筒23と同時に回
転する。即ち、回転内筒23及びガスノズル30は軸受
22及び軸受29に支持されながら一体となって集光レ
ンズ11の軸のまわりに回転することになる。そこで、
XYテーブル30の移動方向、即ちレーザ加工する方向
に応じてモータ27の回転をコントローラ8で制御すれ
ば、ガスノズル30、従って凹所30cの位置もそれに
伴って回転し、範囲が制限されたスパッタの飛散の向き
をXYテーブル30の移動方向、即ちレーザ加工する方
向に応じて制御することができる。
Returning to FIG. 3, in the nozzle section 6, the motor 27 rotates under the control of the controller 8 (see FIG. 1), and the rotation of the motor 27 is performed via the belt 26 stretched over the pulleys 24 and 25. The inner cylinder 23 rotates. Since the gas nozzle 30 is fixed to the rotating inner cylinder 23, it rotates simultaneously with the rotating inner cylinder 23. That is, the rotary inner cylinder 23 and the gas nozzle 30 rotate around the axis of the condenser lens 11 integrally while being supported by the bearings 22 and 29. Therefore,
If the rotation of the motor 27 is controlled by the controller 8 in accordance with the moving direction of the XY table 30, that is, the direction of laser processing, the position of the gas nozzle 30, and therefore the position of the recess 30c, is rotated accordingly, and the The direction of the scattering can be controlled in accordance with the moving direction of the XY table 30, that is, the direction of laser processing.

【0026】次に、上記レーザ加工装置を用いて、例え
ば複数の近接した穴あけ加工を行う場合の動作を図5に
より説明する。穴あけ加工は、図中各穴に付した符号
A,B,C,・・・の順番に行われる。また、ガスノズ
ル30の凹所30cの向きは図中矢印の向きに固定され
るようにコントローラ8で制御される。この時のスパッ
タ50が飛散する向きは、図に示すようになるように凹
所30cの向きとなり、例えば穴Aと穴Lとの関係でみ
た場合、穴Aを加工する際には穴Lの向きにスパッタが
飛ぶが、このスパッタは後ほど行われる穴Lの加工には
なんら影響しない。しかも、穴Lを加工する際のスパッ
タは穴Aとは反対の向きに飛ぶので、穴Aをこのスパッ
タで塞ぐことがない。これ以外の隣接する穴についても
同様であり、穴づまりの問題は生じない。つまり、先行
する加工部分へのスパッタの飛散を防止することができ
る。尚、凹所30cの向きは、先行する加工部分以外へ
スパッタが飛散する向きであれば図中矢印以外の向きに
なるように制御してもよい。
Next, an operation in the case of performing, for example, a plurality of adjacent drilling operations by using the laser processing apparatus will be described with reference to FIG. Drilling is performed in the order of A, B, C,... Given to each hole in the figure. The controller 8 controls the direction of the recess 30c of the gas nozzle 30 so as to be fixed in the direction of the arrow in the figure. The direction in which the spatter 50 scatters at this time is the direction of the recess 30c as shown in the figure. For example, when the relationship between the hole A and the hole L is viewed, when the hole A is processed, Although the sputter flies in the direction, the sputter does not affect the processing of the hole L performed later. In addition, since the sputter when processing the hole L flies in the opposite direction to the hole A, the hole A is not closed by this spatter. The same applies to other adjacent holes, and the problem of hole jamming does not occur. That is, it is possible to prevent the spatter from scattering to the preceding processed portion. Incidentally, the orientation of the concave plants 30c are in the drawing as long as the direction of sputtering to other than the working portion of the preceding is scattered may be controlled to be in the direction other than the arrow.

【0027】以上のように本実施例によれば、ガスノズ
ル30の先端部分の端面30aに外周面30bへ開口す
る凹所30cを形成するので、スパッタが凹所30cの
向きに選択的に飛散し、その飛散範囲が制限される。ま
た、ノズル部6に、ノズル30をワーク2に対して回転
させる回転手段40を設け、XYテーブル30の移動方
向に応じて凹所30cが所定の向きに向くようにコント
ローラ8で制御するので、スパッタの飛散の向きを制御
することができる。
As described above, according to the present embodiment, the recess 30c that opens to the outer peripheral surface 30b is formed in the end face 30a of the tip portion of the gas nozzle 30, so that spatters are selectively scattered in the direction of the recess 30c. , Its scattering range is limited. In addition, the nozzle unit 6 is provided with a rotating unit 40 for rotating the nozzle 30 with respect to the workpiece 2, and the controller 8 controls the recess 30 c to face a predetermined direction according to the moving direction of the XY table 30. The direction of spatter scattering can be controlled.

【0028】また、上記のようにスパッタの飛散の向き
を制御するので、複数の近接した穴あけ加工を行う場合
に、先に加工した穴にスパッタが飛散することを防止
し、その穴を塞ぐことを防止することができる。即ち、
先行する加工部分へのスパッタの飛散を防止することが
できる。
In addition, since the direction of spatter scattering is controlled as described above, when performing a plurality of adjacent boring processes, the spatter is prevented from being spattered into the previously processed hole, and the sputter is closed. Can be prevented. That is,
Spatters can be prevented from scattering to the preceding processed part.

【0029】次に、本発明の他の実施例について図6か
ら図9により説明する。本実施例のレーザ加工装置は、
前述の実施例のレーザ加工用ガスノズルを用い、ワーク
を必要部分と捨材とに切断する場合のものである。尚、
以下の説明ではベクトルを英文字の右肩に*(スター)
を付すことによって表す。
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The laser processing apparatus of this embodiment is
This is a case where the work is cut into necessary parts and discarded materials by using the laser processing gas nozzle of the above-described embodiment. still,
In the following description, a vector is attached to the right shoulder of the English character * (star)
It is represented by adding.

【0030】図6において、ワーク2は図中矢印で示す
ような加工点Qの軌跡により円形に切断加工され、切断
された円の内側の部分が必要部分2aとなり、円の外側
の部分が捨材2bとなる。この時、ガスノズル30の凹
所30c(図4の(b)参照)の向きは捨材2bの方に
向けられ、これによってスパッタは捨材2bの方に飛散
し、必要部分2aの方にはスパッタが飛散せずに良好な
表面清浄度が保たれる。凹所30cの向きは、図に示す
ように、XYテーブル3の移動によりワーク2上の加工
点Qが移動する速度ベクトル(以下、加工速度ベクトル
という)V*に直交するベクトルS*の向きに常に一致す
るようにしておくのが、必要部分2aにスパッタが飛散
する恐れがなく、最も好ましい。このような凹所30
c、従ってノズル30の向きは、コントローラ8におい
てワーク2上の加工点の座標Q(X,Y)を読み取り、
この時間変化から速度ベクトルV*を計算し、さらにV*
に直交するベクトルS*を計算し、S*の向きに凹所30
cが向くように前述の回転手段40を制御することによ
り制御される。
In FIG. 6, the workpiece 2 is cut in a circular shape along the locus of the processing point Q as shown by the arrow in the figure, the inner part of the cut circle becomes the necessary part 2a, and the outer part of the circle is discarded. Material 2b is obtained. At this time, the direction of the recess 30c (see FIG. 4B) of the gas nozzle 30 is directed toward the waste material 2b, whereby the spatter scatters toward the waste material 2b, and Good surface cleanliness is maintained without spattering. The direction of the recess 30c is, as shown in the figure, the direction of a vector S * orthogonal to a speed vector (hereinafter referred to as a machining speed vector) V * at which the machining point Q on the workpiece 2 moves by moving the XY table 3. It is most preferable that they always coincide with each other because there is no possibility of spatters scattering on the necessary portion 2a. Such a recess 30
c, the orientation of the nozzle 30 is read by the controller 8 by reading the coordinates Q (X, Y) of the processing point on the work 2;
A velocity vector V * is calculated from this time change, and V * is further calculated .
The vector S * perpendicular computed, the recess 30 in the direction of S *
It is controlled by controlling the above-mentioned rotating means 40 so that c faces.

【0031】以下、コントローラ8における凹所30c
の向きの制御について図7から図9により説明する。こ
こでは一般的な説明とするため、図7に示すように、速
度ベクトルV*の向きとθの角度をなすベクトルT
*(θ)に凹所30cの向きを一致させるものとする。
尚、θは反時計まわりを正とする。また、加工点Q
n(Xn,Yn)は微小時間Δt後にQn+1(Xn+1
n+1)に移動したとする(但し、n=0,1,2,・
・・)。この時、速度ベクトルV*は、
Hereinafter, the recess 30c in the controller 8 will be described.
The direction control will be described with reference to FIGS. Here, for a general description, as shown in FIG. 7, a vector T that forms an angle of θ with the direction of the velocity vector V *
* It is assumed that the direction of the recess 30c matches (θ).
Θ is positive in the counterclockwise direction. Also, machining point Q
n (X n , Y n ) is Q n + 1 (X n + 1 ,
Y n + 1 ) (where n = 0, 1, 2,...)
・ ・). At this time, the velocity vector V * is

【0032】[0032]

【数式1】 [Formula 1]

【0033】で表される。厳密にはV*は各座標変化分
の時間微分として、
## EQU2 ## Strictly speaking, V * is the time derivative of each coordinate change,

【0034】[0034]

【数式2】 [Formula 2]

【0035】で表されるが、制御上は式(1)でΔtを
ごく短い時間とすれば式(2)の結果とほぼ等しくな
る。
In terms of control, if Δt is set to a very short time in equation (1), the result becomes almost equal to the result of equation (2).

【0036】また、角度θの回転を表す回転行列R
(θ)は、
A rotation matrix R representing the rotation of the angle θ
(Θ) is

【0037】[0037]

【数式3】 [Equation 3]

【0038】と表せるから、V*の向きとθの角度をな
すベクトルT*(θ)は、
The vector T * (θ) that forms the angle of θ with the direction of V * is

【0039】[0039]

【数式4】 (Equation 4)

【0040】と求められる。Is obtained.

【0041】以上のようにして求められるT*(θ)に
凹所30cを向ける制御について、図8及び図9のフロ
ーチャートにより説明する。尚、図8及び図9のフロー
チャートはコントローラ8に格納されている。図8にお
いて、制御がスタートすると、まず、ステップ100に
おいて、ワーク2上の加工点の初期位置、即ちXYテー
ブル3の初期位置Q0の座標(X0,Y0)を読み込み、
ステップ200のサブルーチンにおいて以下に説明する
ように順次加工点Qn(但し、n=0,1,2,・・
・)の座標を読み込んでノズル30の回転制御を行う。
そして、ステップ300でこの制御を終わるかどうかの
判断を行い、回転制御を続ける場合には再びステップ2
00に戻り、回転制御を終わる場合にはステップ200
に戻らないで制御を停止する。
The control for directing the recess 30c to T * (θ) obtained as described above will be described with reference to the flowcharts of FIGS. The flowcharts of FIGS. 8 and 9 are stored in the controller 8. In FIG. 8, when the control is started, first, in step 100, the initial position of the processing point on the work 2, that is, the coordinates (X 0 , Y 0 ) of the initial position Q 0 of the XY table 3 is read.
In the subroutine of step 200, as described below, the processing points Q n (where n = 0, 1, 2,...)
The rotation of the nozzle 30 is controlled by reading the coordinates of ()).
Then, it is determined in step 300 whether or not to end this control, and if rotation control is to be continued, step 2 is performed again.
Returning to step 00, if the rotation control is to be ended, step 200
Stop control without returning to.

【0042】次に、上記ステップ102のサブルーチン
について説明する。まず、ステップ201で、先述の微
小時間Δtを計時し、時間Δtが経過するとステップ2
02で加工点の座標Qn+1(Xn+1,Yn+1)を読み込む
(但し、n=0,1,2,・・・)。次に、ステップ2
03において、ステップ202で読み込んだ座標Qn+1
(Xn+1,Yn+1)と、時間Δt前に読み込んだの座標Q
n(Xn,Yn)とを用いて、式(1)に従ってV*を計算
し、さらにステップ204において、式(4)に従って
*(θ)を求める。そして、ステップ205で上記ベ
クトルT*(θ)の向きに凹所30cが向くように回転
手段40によってノズル30を回転させてサブルーチン
を終わる。
Next, the subroutine of step 102 will be described. First, in step 201, the aforementioned short time Δt is measured, and when the time Δt elapses, step 2 is executed.
At 02, the coordinates Q n + 1 (X n + 1 , Y n + 1 ) of the processing point are read (where n = 0, 1, 2,...). Next, step 2
03, the coordinates Q n + 1 read in step 202
(X n + 1 , Y n + 1 ) and coordinates Q read before time Δt
Using n (X n , Y n ), V * is calculated according to equation (1), and at step 204, T * (θ) is determined according to equation (4). Then, in step 205, the nozzle 30 is rotated by the rotating means 40 so that the recess 30c is oriented in the direction of the vector T * (θ), and the subroutine ends.

【0043】このようにして、速度ベクトルV*の向き
とθの角度をなすベクトルT*(θ)に凹所30cの向
きを一致させる制御が行われる。角度θの値は、予め加
工する条件に応じて決められコントローラ8に入力され
る。本実施例の場合は、θ=90°であるから、
In this way, control is performed to make the direction of the recess 30c coincide with the vector T * (θ) that forms an angle of θ with the direction of the velocity vector V * . The value of the angle θ is determined in advance according to the processing conditions and is input to the controller 8. In the case of the present embodiment, since θ = 90 °,

【0044】[0044]

【数式5】 (Equation 5)

【0045】となる。尚、本実施例とは逆に円の内側の
部分を捨材とし、円の外側の部分を必要部分とするため
には、θ=270°とすればよい。また、これ以外に
も、θとしては、加工の条件に応じて適当な値を選択し
てもよい。
Is as follows. Note that, in contrast to the present embodiment, in order to discard the portion inside the circle and to make the portion outside the circle a necessary portion, θ = 270 °. In addition, an appropriate value may be selected as θ depending on the processing conditions.

【0046】以上のように本実施例によれば、ワーク2
を必要部分2aと捨材2bとに切断する場合、ガスノズ
ル30の凹所30cの向きを、捨材2bの方向にスパッ
タが飛ぶ向きとなるよう制御するので、必要部分2aの
方にスパッタを飛散させずに良好な表面清浄度を保つこ
とができる。この場合、速度ベクトルに直交するベクト
ルの向きにガスノズル30の凹所30cを向けることが
最も好ましい。尚、上記の制御方法はあくまでも一例で
あって、適切な制御方法はこれ以外にも存在する。
As described above, according to the present embodiment, the work 2
Is cut into the necessary portion 2a and the waste material 2b, the direction of the recess 30c of the gas nozzle 30 is controlled so that the sputter flies in the direction of the waste material 2b, so that the spatter scatters toward the necessary portion 2a. Good surface cleanliness can be maintained without performing this. In this case, it is most preferable to direct the recess 30c of the gas nozzle 30 in the direction of the vector orthogonal to the velocity vector. The above control method is merely an example, and there are other suitable control methods.

【0047】本発明のさらに他の実施例について、図1
0及び図11により説明する。本実施例は、ノズルの先
端部分に設けられる凹所の形状を変更したものである。
前述の実施例では、ガスノズルの先端部分の端面に外周
面へ開口するような形状の凹所を形成したが、本実施例
では、図10(a)及び(b)に示すように、ガスノズ
ル30の先端部分の端面30aにおいて、ガスノズル3
0の外周面30bのみならず内周面30dへも開口する
ように凹所30eを形成する。即ち、凹所30eは端面
30aの一部に溝状に形成されることになる。また、さ
らに他の実施例として、図10のようにノズルの縦断面
で見た切り口が、ガスノズルの先端部分の端面に対して
傾斜した溝状の凹所ではなく、図11に示すように、断
面の切り口が端面30aに対して平行になるような溝状
の凹所30fを形成してもよい。上記2つの実施例によ
れば、凹所30eまたは30fの部分でのアシストガス
の抵抗がさらに少なくなるので、ガスノズルをさらにワ
ークに近づけてスパッタの飛散範囲を一層制限すること
ができる。
FIG. 1 shows still another embodiment of the present invention.
This will be described with reference to FIG. In this embodiment, the shape of the recess provided at the tip of the nozzle is changed.
In the above-described embodiment, a concave portion having a shape that opens to the outer peripheral surface is formed in the end surface of the tip portion of the gas nozzle. In the present embodiment, however, as shown in FIGS. The gas nozzle 3
The recess 30e is formed so as to open not only to the outer peripheral surface 30b but also to the inner peripheral surface 30d. That is, the recess 30e is formed in a groove on a part of the end face 30a. Further, as still another embodiment, as shown in FIG. 11, the cut in the vertical cross section of the nozzle is not a groove-shaped recess inclined with respect to the end surface of the tip portion of the gas nozzle, as shown in FIG. A groove-shaped recess 30f may be formed such that the cut end of the cross section is parallel to the end face 30a. According to the above two embodiments, the resistance of the assist gas at the concave portion 30e or 30f is further reduced, so that the gas nozzle can be brought closer to the work to further restrict the scattering range of the spatter.

【0048】[0048]

【発明の効果】本発明によれば、レーザ加工によるスパ
ッタの飛散範囲を制限し、かつその飛散する向きを制御
することにより、先行する加工部分へのスパッタの飛散
や加工後の製品となる部分へのスパッタの飛散を防止す
ることができ、ワーク加工後の品質を向上させることが
できる
According to the present invention, a spa by laser processing is provided.
Limit the scattering range of the
Scatters the spatter to the preceding processed part
To prevent spatter from scattered on the part that will become the product after processing.
Quality after work machining
I can .

【0049】[0049]

【0050】[0050]

【0051】[0051]

【0052】[0052]

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のレーザ加工装置の一実施例を示す図で
ある。
FIG. 1 is a view showing one embodiment of a laser processing apparatus of the present invention.

【図2】図1のレーザ加工装置によりレーザ光がワーク
へ照射される状況を説明する図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating a state where a laser beam is applied to a workpiece by the laser processing apparatus of FIG. 1;

【図3】図1のレーザ加工装置のノズル部の構成を説明
する断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a nozzle portion of the laser processing apparatus of FIG.

【図4】図4のレーザ加工用ガスノズルの形状を示す図
であって、(a)は先端部分の縦断面図、(b)は
(a)をIV−B方向から見た図である。
4A and 4B are diagrams showing the shape of the laser processing gas nozzle of FIG. 4, wherein FIG. 4A is a longitudinal sectional view of a tip portion, and FIG. 4B is a diagram of FIG. 4A viewed from the IV-B direction.

【図5】図1のレーザ加工装置を用いて、複数の近接し
た穴あけ加工を行う場合の動作を説明する図である。
FIG. 5 is a diagram for explaining an operation when a plurality of adjacent drilling operations are performed using the laser processing apparatus of FIG. 1;

【図6】本発明のレーザ加工装置の他の実施例を示す図
であって、ワークを必要部分と捨材とに切断する状況を
説明する図である。
FIG. 6 is a view showing another embodiment of the laser processing apparatus according to the present invention, and is a view for explaining a situation in which a work is cut into necessary parts and discarded materials.

【図7】図6の実施例において、加工点Qn(Xn
n)、Qn+1(Xn+1,Yn+1)、速度ベクトルV*、及
びベクトルT*(θ)の関係を説明する図である。
FIG. 7 shows a processing point Q n (X n ,
Y n), Q n + 1 (X n + 1, Y n + 1), the velocity vector V *, and illustrates the relationship of the vector T * (θ).

【図8】図6の実施例における凹所の制御を示すフロー
チャートである。
FIG. 8 is a flowchart showing control of a recess in the embodiment of FIG. 6;

【図9】図8のフローチャートにおけるステップ200
のサブルーチンを示すフローチャートである。
FIG. 9 is a flowchart showing a step 200 in the flowchart of FIG.
9 is a flowchart showing a subroutine of FIG.

【図10】本発明のレーザ加工ようガスノズルのさらに
他の実施例を示す図であって、(a)は先端部分の縦断
面図、(b)は(a)をX−B方向から見た図である。
FIGS. 10A and 10B are views showing still another embodiment of the gas nozzle for laser processing according to the present invention, wherein FIG. 10A is a longitudinal sectional view of a tip portion, and FIG. FIG.

【図11】本発明のレーザ加工ようガスノズルのさらに
他の実施例を示す図であって、先端部分の縦断面図であ
る。
FIG. 11 is a view showing still another embodiment of the gas nozzle for laser processing according to the present invention, and is a longitudinal sectional view of a tip portion.

【図12】従来のレーザ加工装置を用いたレーザ加工を
行った場合の、スパッタがワークの表面上に放射状に飛
散する様子を示す図である。
FIG. 12 is a diagram showing a state in which spatters scatter radially on the surface of a work when laser processing is performed using a conventional laser processing apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 レーザ発振器 2 ワーク 2a (ワークの)必要部分 2b 捨材 3 XYテーブル 4 Zテーブル 5 加工ヘッド 6 ノズル部 8 コントローラ 9 レーザ光 11 集光レンズ 21 固定外筒 22 軸受 23 回転内筒 24,25 プーリー 26 ベルト 27 モータ 28 アシストガス供給口 29 軸受 30 ガスノズル 30a (ガスノズル先端部分の)端面 30b (ガスノズルの)外周面 30c 凹所 30d (ガスノズルの)内周面 30e,30f 凹所 40 回転手段 50 スパッタ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Laser oscillator 2 Work 2a Necessary part of work 2b Waste material 3 XY table 4 Z table 5 Processing head 6 Nozzle part 8 Controller 9 Laser beam 11 Condensing lens 21 Fixed outer cylinder 22 Bearing 23 Rotating inner cylinder 24, 25 Pulley Reference Signs List 26 Belt 27 Motor 28 Assist gas supply port 29 Bearing 30 Gas nozzle 30a End face (at gas nozzle tip) 30b Outer peripheral face (of gas nozzle) 30c Depression 30d Inner peripheral face (of gas nozzle) 30e, 30f Recess 40 Rotating means 50 Sputter

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 下村 義昭 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機 株式会社 土浦工場内 (56)参考文献 特開 昭64−15293(JP,A) 特開 平2−284789(JP,A) 特開 平6−15468(JP,A) 実開 平3−54616(JP,U) 実開 昭62−151091(JP,U) 特公 昭62−45030(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B23K 26/00 - 26/14 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Inventor Yoshiaki Shimomura 650, Kandamachi, Tsuchiura-shi, Ibaraki Pref. Tsuchiura Plant, Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. (56) References JP-A-64-15293 (JP, A) JP-A-2 JP-A-6-15468 (JP, A) JP-A-6-15468 (JP, U) JP-A-6-1551091 (JP, U) JP-B-62-145030 (JP, B2) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) B23K 26/00-26/14

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】レーザ発振器と、ワークを載置し前記ワー
クを移動させる移動テーブルと、前記レーザ発振器から
出力されるレーザ光を前記ワークに誘導する誘導手段
と、前記ワークに誘導された前記レーザ光を集光させる
集光レンズと、前記ワーク上の前記レーザ光の集光部に
アシストガスを供給するアシストガス供給手段と、前記
誘導手段による前記レーザ光の前記ワークへの照射およ
び前記移動テーブルの移動を制御する第1の制御手段と
を備え、前記レーザ光を前記ワーク上に集光させ移動テ
ーブルを移動させて前記ワークを加工するレーザ加工装
置において、前記ワークに照射されるレーザ光が通過しかつ前記アシ
ストガスが供給される レーザ加工用ガスノズルと、前記レーザ加工用ガスノズルの先端部分の端面に先端部
分の外周面に開口するよう形成され、前記アシストガス
を選択的に流出させることでレーザ加工により生じたス
パッタを特定の向きに飛散させる1つの凹所と、 前記ガスノズルを前記ワークに対して回転させる回転手
段と、 前記移動テーブルの移動方向に応じて前記凹所が所定の
向きを向き前記レーザ加工により生じたスパッタがその
向きに飛散するように前記回転手段を制御する第2の制
御手段とを有することを特徴とするレーザ加工装置。
1. A laser oscillator, a moving table on which a work is placed and the work is moved, guiding means for guiding a laser beam output from the laser oscillator to the work, and the laser guided by the work A condenser lens for condensing light; an assist gas supply unit for supplying an assist gas to a condensing portion of the laser light on the work; and an irradiation of the laser light on the work by the guide unit and the moving table A first control means for controlling the movement of the laser beam, the laser beam is focused on the work, the moving table is moved to process the work, the laser light irradiated to the work is Passed and said reed
A gas nozzle for laser processing to which a strike gas is supplied, and a tip portion on an end face of a tip portion of the gas nozzle for laser processing.
The assist gas
Flow generated by laser processing
One recess for scattering the putter in a specific direction, rotating means for rotating the gas nozzle with respect to the work, and the recess oriented in a predetermined direction in accordance with a moving direction of the moving table, thereby performing the laser processing. The resulting spatter
A second control means for controlling the rotating means so as to scatter in a direction .
【請求項2】前記レーザ加工用ガスノズルに形成された
前記凹所は、前記先端部分の内周面にも開口しているこ
とを特徴とする請求項1に記載のレーザ加工装置。
Wherein said recess formed in the laser processing nozzle, the laser machining apparatus according to claim 1, characterized in that is also open to the inner peripheral surface of the tip portion.
【請求項3】レーザ発振器より発振するレーザ光を移動
テーブルに載置したワークに誘導し、集光レンズによっ
て前記レーザ光を前記ワークに集光させ、前記ワーク上
の前記レーザ光の集光部にアシストガスを噴出しながら
前記移動テーブルを移動させて前記ワークを加工するレ
ーザ加工方法において、前記ワークに照射されるレーザ光が通過しかつ前記アシ
ストガスが供給されるレーザ加工用ガスノズルを設け、
このレーザ加工用ガスノズルの先端部分の端面に先端部
分の外周面に開口するよう1つの凹所を形成し、この凹
所より前記アシ ストガスを選択的に流出させることでレ
ーザ加工により生じたスパッタを特定の向きに飛散させ
ると共に、前記レーザ加工用ガスノズルを回転制御する
ことで前記凹所からの 前記アシストガスの流出する方向
を制御してレーザ加工によるスパッタを先行する加工部
分以外の向きに飛散させることを特徴とするレーザ加工
方法。
3. A laser beam oscillated from a laser oscillator is guided to a work placed on a moving table, and the laser light is focused on the work by a condenser lens. In the laser processing method of processing the work by moving the moving table while ejecting the assist gas to the work, the laser light applied to the work passes and the
A gas nozzle for laser processing to which a strike gas is supplied is provided,
The tip of the tip of this laser processing gas nozzle
One recess is formed so as to open on the outer peripheral surface of the
Les by selectively flowing out the reeds Sutogasu than place
Spatter generated by laser processing is scattered in a specific direction.
Control the rotation of the laser processing gas nozzle.
A laser processing method for controlling the direction in which the assist gas flows out of the recess so as to scatter the sputtering by laser processing in a direction other than the preceding processing portion.
【請求項4】レーザ発振器より発振するレーザ光を移動
テーブルに載置したワークに誘導し、集光レンズによっ
て前記レーザ光を前記ワークに集光させ、前記ワーク上
の前記レーザ光の集光部にアシストガスを噴出しながら
前記移動テーブルを移動させて前記ワークを加工し、前
記ワークを必要部分と捨材とに切断するレーザ加工方法
において、前記ワークに照射されるレーザ光が通過しかつ前記アシ
ストガスが供給されるレーザ加工用ガスノズルを設け、
このレーザ加工用ガスノズルの先端部分の端面に先端部
分の外周面に開口するよう1つの凹所を形成し、この凹
所より前記アシストガスを選択的に流出させることでレ
ーザ加工により生じたスパッタを特定の向きに飛散させ
ると共に、前記レーザ加工用ガスノズルを回転制御する
ことで前記凹所からの 前記アシストガスの流出する方向
を制御してレーザ加工によるスパッタを捨材の向きに飛
散させることを特徴とするレーザ加工方法。
4. A laser beam oscillated from a laser oscillator is guided to a work placed on a moving table, and the laser light is focused on the work by a condenser lens. In the laser processing method of processing the work by moving the moving table while ejecting assist gas to cut the work into necessary parts and scraps, a laser beam applied to the work passes and Reed
A gas nozzle for laser processing to which a strike gas is supplied is provided,
The tip of the tip of this laser processing gas nozzle
One recess is formed so as to open on the outer peripheral surface of the
By selectively discharging the assist gas from the
Spatter generated by laser processing is scattered in a specific direction.
Control the rotation of the laser processing gas nozzle.
A laser processing method for controlling the direction in which the assist gas flows out of the recess to scatter spatters generated by the laser processing in the direction of the discarded material.
【請求項5】前記レーザ加工用ガスノズルに形成された
前記凹所は、前記先端部分の内周面にも開口しているこ
とを特徴とする請求項3又は4に記載のレーザ加工方
法。
5. The laser processing method according to claim 3 , wherein the recess formed in the laser processing gas nozzle is also open to an inner peripheral surface of the tip portion.
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