JP3287112B2 - レーザ加工機のレーザビームノズル装置 - Google Patents
レーザ加工機のレーザビームノズル装置Info
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Description
ーザ加工を行なうレーザ加工機のレーザビームノズル装
置に関する。
う場合、レーザ光による加熱に加えて、酸素などのアシ
ストガスによる酸化熱を使用して切断の効率を上げてお
り、レーザ加工に使用するアシストガスの役割は大き
い。しかしながら、加工点に対してアシストガスのあた
り方により、加工の状態が変化する。このため従来は、
全ての加工方向に常に一定に加工できるようにするた
め、レーザビームノズルの中心をレーザビームの中心軸
と一致させ、加工点でのアシストガスの当たり方を均一
にしていた。また、加工点に対してアシストガスの当た
り方により加工の状態が変化することを逆に利用して、
切断に影響する部分に有効にアシストガスが噴出される
ようにアシストガスを制御することで、アシストガスの
使用量を少なくしたものがある(特開平2−26359
1号公報、特開平2−284789号公報参照)。
来例においては、ピアッシング時のことは考慮されてお
らず、ピアッシング時には、レーザビームの中心点と、
実際のピアッシング孔がずれ、ワークに対して真直な孔
を開けることができない。
のアシストガスを有効に使用するためのレーザ加工機の
レーザビームノズル装置である。
1番目の発明のレーザ加工機のレーザビームノズル装置
は、レーザビームの中心軸に対して垂直な平面上をノズ
ル先端が移動可能となるように設置したレーザビームノ
ズルと、レーザビームの中心に対して前記レーザビーム
ノズルの位置を調整するための駆動手段とを具備し前記
駆動手段により、高速切断時にはレーザビーム中心に対
してレーザビームノズルの位置を加工進行方向と逆に片
寄らせ、低速切断時にはレーザビームの中心に対してレ
ーザビームノズルの位置を加工進行方向と同方向に片寄
らせるようにしたものである。また、2番目の発明のレ
ーザ加工機のレーザビームノズル装置は、レーザビーム
の中心軸が法線となるような垂直な曲面上をノズル先端
が移動可能となるように設置したレーザビームノズル
と、レーザビームの中心に対して前記レーザビームノズ
ルの位置を調整するための駆動手段とを具備したもので
ある。
ザビームの中心軸とレーザビームノズルの中心を同じに
することができ、また移動時にはレーザの切断方向の変
化に伴って、レーザビームに対するノズルの位置関係を
最適位置に移動することができる。すなわち、レーザの
加工進行方向と同方向あるいは逆方向に、レーザビーム
の中心軸に対してレーザビームノズルの中心軸をずらす
ことが可能となるものである。
沿って詳細に説明する。
示し、図1はレーザビームの中心軸に対してレーザビー
ムノズルの中心が垂直な平面を移動可能に設置した場合
のレーザビームノズル装置の外観斜視図、図2は概略断
面図である。図3および図4は本発明の第2実施例を示
し、図3はレーザビームの中心軸が法線となる曲面(こ
の場合は球面)をノズルの中心が移動可能に設置した場
合のレーザビームノズル装置の外観斜視図、図4は概略
断面図である。
アシストガスをワーク2に対して噴出する。3はレーザ
ビームノズル1を水平方向に移動可能となるように取付
けた加工ヘッドで、前記加工ヘッド3の上部には集光レ
ンズ4が設置され、レーザ発振器(図示なし)より出力
されたレーザビーム5が集光され前記ワーク2の近傍で
焦点を結ぶ。そして集光されエネルギー密度が上がった
レーザビーム5の熱によりワーク2を加熱、溶融、切断
する。一方加工ヘッド3へは、アシストガスが供給さ
れ、レーザビームノズル1を通って加工点に噴出され
る。6はレーザビームノズル1の駆動装置である駆動モ
ータで、レーザビーム5の進行方向と垂直の平面を移動
する。図2では概略断面図のために駆動モータ6は1つ
しか表示されていないが、図1のように2つの駆動モー
タ6の軸が垂直になるように設置されている。これによ
り、レーザビームノズル1は平面上を任意の位置へ移動
可能となっている。なお、金属切断においては、アシス
トガスにより、金属の酸化熱を発生し切断をより高速に
行なうことができる。図5(a),(b),(c)はレ
ーザビームノズル1の先端の開口部とレーザビーム5と
の関係図である。すなわち、(a)はピアッシング時を
示し、レーザビームノズル1の開口部の中心をレーザビ
ーム5が通過するようにし、ピアッシング孔がワーク2
に対して垂直に穿孔されるように制御する。(b)は高
速切断時を示し、レーザビーム5に対してレーザビーム
ノズル1先端の開口部を加工方向と逆に片寄るように制
御する。(c)は低速切断時を示し、レーザビーム5に
対してレーザビームノズル1先端の開口部を加工方向と
同方向に片寄るように制御する。図6(a),(b),
(c)はアシストガスの流れとレーザビーム5とワーク
2の関係を示し加工の状況を表わしたものである。すな
わち、(a)はピアッシング時を示し、レーザビーム5
がレーザビームノズル1の中心を通るため、アシストガ
スはレーザビーム5のまわりを均一に流れ、レーザビー
ム5によって溶解された金属はアシストガスによって放
射状に飛ばされる。(b)は高速切断時を示し、レーザ
ビームノズル1がレーザビーム5から遅れる方向にずれ
て移動するように制御されるため、アシストガスは加工
面に当たるようになる。(c)は低速切断時を示し、レ
ーザビームノズル1がレーザビーム5より進む方向にず
れて移動するように制御されるため、アシストガスはワ
ーク2を冷却するように吹付けるものである。つぎに、
第2実施例を示す図3,図4において、7はレーザビー
ムノズルで、加工に必要なアシストガスをワーク8に対
して噴出する。9はレーザビームノズル7をレーザビー
ム10の中心軸が法線となるような曲面上を移動可能と
なるように取付けた加工ヘッドで、前記加工ヘッド9の
上部には集光レンズ11が設置され、レーザ発振器(図
示なし)より出力されたレーザビーム10が集光され前
記ワーク8の近傍で焦点を結ぶ。そして、集光されエネ
ルギー密度が上がったレーザビーム10の熱によりワー
ク8を加熱、溶解、切断する。一方加工ヘッド9へは、
アシストガスが供給され、レーザビームノズル7を通っ
て加工点に噴出される。12はレーザビームノズル7の
駆動手段としての駆動モータで、レーザビーム10の進
行方向と垂直の平面を移動する。図4では、概略断面図
のために駆動モータ12は1つしか表示されていない
が、図3のように2つの駆動モータ12の軸が垂直にな
るように設置されている。これにより、レーザビームノ
ズル7はレーザビーム10の中心線を法線とする曲面上
を任意の位置へ移動可能となっている。なお、第2実施
例の場合においては、レーザビームノズル7がレーザビ
ーム10の中心線に対して垂直な曲面を移動する場合で
あり、第1実施例の平面の場合と同様の加工状態である
が、アシストガスの吹き出しがワーク8に対して角度を
持ってしまうために、あまり移動量を大きくすると、加
工点にアシストガスを垂直に噴出することができなくな
る。そのため、移動量は小さく抑える必要がある。
ーザ切断加工を行なう際、高速切断時には加工点より前
方へはアシストガスの噴出量を少なくし、アシストガス
による冷却を少なくして、レーザビームからの熱を有効
に切断に使用できることや精密加工を行なう低速切断時
には、アシストガスを加工点より前方に吹出して、加工
点をアシストガスにより事前に冷却することができるこ
とやレーザビームノズル径を加工方向にあわせて、レー
ザビームノズルを移動することでアシストガスを加工点
に有効に噴出することにより、アシストガスの消費量を
節約することができる優れた効果を奏するものである。
係を表わし、 (a)ピアッシング時の関係図 (b)高速切断時の関係図 (c)低速切断時の関係図
Claims (3)
- 【請求項1】 アシストガスを噴出しレーザ加工を行な
うレーザ加工機のレーザビームノズル装置であって、レ
ーザビームの中心軸に対して垂直な平面上をノズル先端
が移動可能となるように設置したレーザビームノズル
と、レーザビームの中心に対して前記レーザビームノズ
ルの位置を調整するための駆動手段とを備え、前記駆動
手段により、高速切断時にはレーザビーム中心に対して
レーザビームノズルの位置を加工進行方向と逆に片寄ら
せ、低速切断時にはレーザビームの中心に対してレーザ
ビームノズルの位置を加工進行方向と同方向に片寄らせ
るようにしたレーザ加工機のレーザビームノズル装置。 - 【請求項2】 アシストガスを噴出しレーザ加工を行な
うレーザ加工機のレーザビームノズル装置であって、レ
ーザビームの中心軸が法線となるような垂直な曲面上を
ノズル先端が移動可能となるように設置したレーザビー
ムノズルと、レーザビームの中心に対して前記レーザビ
ームノズルの位置を調整するための駆動手段とを具備し
たレーザ加工機のレーザビームノズル装置。 - 【請求項3】 駆動手段により、レーザの加工進行方向
と同方向あるいは逆方向に、レーザビームノズルの中心
軸をレーザビーム中心軸に対してずらすようにレーザビ
ームノズルを駆動する請求項2記載のレーザ加工機のレ
ーザビームノズル装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP10383994A JP3287112B2 (ja) | 1994-05-18 | 1994-05-18 | レーザ加工機のレーザビームノズル装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP10383994A JP3287112B2 (ja) | 1994-05-18 | 1994-05-18 | レーザ加工機のレーザビームノズル装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH07308792A JPH07308792A (ja) | 1995-11-28 |
JP3287112B2 true JP3287112B2 (ja) | 2002-05-27 |
Family
ID=14364602
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP10383994A Expired - Fee Related JP3287112B2 (ja) | 1994-05-18 | 1994-05-18 | レーザ加工機のレーザビームノズル装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP3287112B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
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JP5389068B2 (ja) * | 2011-01-26 | 2014-01-15 | 三菱電機株式会社 | レーザ加工方法およびレーザ加工装置 |
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JP6923585B2 (ja) * | 2019-03-18 | 2021-08-18 | ファナック株式会社 | 機械学習装置、制御装置、レーザ加工機、及び機械学習方法 |
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-
1994
- 1994-05-18 JP JP10383994A patent/JP3287112B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JPH07308792A (ja) | 1995-11-28 |
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