JP3291097B2 - Processing head of laser processing machine - Google Patents

Processing head of laser processing machine

Info

Publication number
JP3291097B2
JP3291097B2 JP33675293A JP33675293A JP3291097B2 JP 3291097 B2 JP3291097 B2 JP 3291097B2 JP 33675293 A JP33675293 A JP 33675293A JP 33675293 A JP33675293 A JP 33675293A JP 3291097 B2 JP3291097 B2 JP 3291097B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas
nozzle
processing
water
assist gas
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP33675293A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH07185874A (en
Inventor
功明 塩地
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Amada Co Ltd
Original Assignee
Amada Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Amada Co Ltd filed Critical Amada Co Ltd
Priority to JP33675293A priority Critical patent/JP3291097B2/en
Publication of JPH07185874A publication Critical patent/JPH07185874A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3291097B2 publication Critical patent/JP3291097B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明はレーザ加工機の加工ヘ
ッドに係り、さらに詳しくは、冷却媒体およびアシスト
ガスの噴出に特徴のあるノズルを有するレーザ加工機の
加工ヘッドに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a processing head of a laser processing machine, and more particularly to a processing head of a laser processing machine having a nozzle characterized by ejecting a cooling medium and an assist gas.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来よりよく知られているように、板状
の被加工材を加工するレーザ加工装置では、レーザ発振
器からのレーザビームを被加工材へ照射するための反射
鏡とレーザビームを集光する集光レンズを備えた加工ヘ
ッドと、被加工材を水平に支持して移動させる加工テー
ブルとを備えている。
2. Description of the Related Art As is well known, in a laser processing apparatus for processing a plate-shaped workpiece, a reflecting mirror for irradiating a laser beam from a laser oscillator to the workpiece and a laser beam are used. A processing head having a condenser lens for condensing light, and a processing table for horizontally supporting and moving the workpiece are provided.

【0003】レーザ加工におけるレーザビームは、レー
ザ発振器から発振され加工ヘッドからアシストガスと共
に被加工材へ照射される。このアシストガスは被加工材
と反応して被加工材の溶融を助けると共に、溶融した金
属やスラッグを除去する作用をする。また、溶融金属の
飛散から集光レンズを保護する作用もある。
[0003] A laser beam in laser processing is oscillated from a laser oscillator and is irradiated from a processing head to a workpiece together with an assist gas. The assist gas reacts with the workpiece to assist the melting of the workpiece, and acts to remove the molten metal and slug. It also has the function of protecting the condenser lens from scattering of molten metal.

【0004】レーザビームによる切断加工においては、
被加工材の加工点に集中的に照射されたレーザビームの
エネルギーが熱エネルギーとして被加工材に吸収され、
この熱エネルギーによって被加工材は溶融されて切断さ
れるのである。
In the cutting process using a laser beam,
The energy of the laser beam intensively applied to the processing point of the workpiece is absorbed by the workpiece as thermal energy,
The work material is melted and cut by the heat energy.

【0005】しかし、この熱エネルギーが被加工材に蓄
熱され、被加工材の温度が上昇すると、被加工材の溶融
領域が広がる傾向がみられ、特にアシストガスに高濃度
の酸素を使用したレーザ加工を行なう場合には、蓄熱に
よる被加工材の温度上昇が被加工材の酸化反応を助長
し、前記溶融領域を不安定に広げるため正確な切断加工
が行なえなくなる事がある。
However, when this heat energy is stored in the work material and the temperature of the work material rises, the melting region of the work material tends to be widened. In particular, a laser using high-concentration oxygen as the assist gas is used. In the case of processing, a rise in the temperature of the workpiece due to heat storage promotes the oxidation reaction of the workpiece, and the molten region is unstably widened, so that accurate cutting may not be performed.

【0006】従って、正確な切断加工を行なうには被加
工材に蓄熱された余分な熱を強制的に奪い取る必要があ
り、この被加工材の冷却手段として例えば特開平2−3
7985号公報、特開平4−135087号公報、ある
いは特開平4−284995号公報などで知られている
ように、冷却効果の高い水噴霧が使用されている。
Accordingly, in order to perform accurate cutting, it is necessary to forcibly remove excess heat stored in the work material.
As is known from JP-A-7985, JP-A-4-135087, JP-A-4-284995, etc., water spray having a high cooling effect is used.

【0007】この水噴霧は、二重構造としてノズルの内
側ノズルからレーザビームとアシストガスを同軸上に噴
出させると共に、外側ノズルから水を流すことにより行
われている。従って、外側ノズルから流れ出た水は、内
側ノズルから噴出されるアシストガスにより巻き込まれ
て霧状態となり、アシストガスと一緒に被加工材に吹き
付けられている。
[0007] This water spraying is performed by ejecting a laser beam and an assist gas coaxially from the inner nozzle of the nozzle as a double structure and flowing water from the outer nozzle. Therefore, the water flowing out of the outer nozzle is entrained by the assist gas ejected from the inner nozzle into a mist state, and is sprayed on the workpiece together with the assist gas.

【0008】また、厚板加工では、内側のノズル径が大
きく、ノズル先端のガス吹き出し部の直線部が長いほど
ノズルより噴出したアシストガスの方向性が良好とな
り、切断面が良い状態となることが知られている。
In the processing of a thick plate, the direction of the assist gas ejected from the nozzle becomes better as the inner nozzle diameter is larger and the length of the linear portion of the gas outlet at the tip of the nozzle is longer, so that the cut surface is in a good state. It has been known.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の技術にあっては、内側ノズルから噴出するア
シストガスは、それ単体で噴出した場合には、大気との
相対速度の為に噴出直後に方向性が乱れた流れとなる。
この方向性の乱れは、アシストガスの外周から始まり、
内側に進行してくる。
However, in such a conventional technique, when the assist gas ejected from the inner nozzle is ejected by itself, the assist gas is ejected immediately after ejection due to the relative speed with the atmosphere. The direction becomes disturbed.
This directional disturbance starts from the outer periphery of the assist gas,
Proceed inward.

【0010】この乱れによりアシストガスは徐々に大気
と混入し濃度を劣化させ、同様にアシストガスに巻き込
ませた水も混入直後に、このアシストガスガスの流れに
完全に混ざり込む。
[0010] The turbulence causes the assist gas to gradually mix with the atmosphere to deteriorate the concentration, and similarly, immediately after the water entrapped in the assist gas mixes, the assist gas completely mixes with the flow of the assist gas.

【0011】従って、この水が霧状に混入したアシスト
ガスが被加工材の加工部、加工進行部に直接吹き付けら
れるため、加工安定性は良好に確保されるが熱のロスが
大きく、加工可能板厚の低下を招くと共に、カーフ幅が
狭くなるため、溶融金属やスラッグの除去に必要なアシ
ストガスを得るには、アシストガスの圧力を上げ、アシ
ストガスの消費量が増大してランニングコストを劣化さ
せるという問題があった。
Therefore, since the assist gas in which the water is mixed in the form of mist is directly blown to the processing portion and the processing progress portion of the workpiece, the processing stability is sufficiently secured, but the heat loss is large, and the processing is possible. In addition to reducing the thickness of the plate and reducing the width of the kerf, in order to obtain the assist gas necessary for removing molten metal and slug, increase the pressure of the assist gas, increase the consumption of the assist gas, and reduce the running cost. There was a problem of deterioration.

【0012】また、ノズル径を大きくする事はアシスト
ガスの内側の乱れの発生を遅らせ、アシストガス圧やそ
の他の要因によっては、乱れの少ない高純度のアシスト
ガスが断面溝に吹き込んでくるので、前記の冷却水によ
る加工部の直接冷却による熱のロスが減少するが、アシ
ストガスの消費量が増大してランニングコストを劣化さ
せるという問題があった。
Also, increasing the nozzle diameter delays the generation of turbulence inside the assist gas, and depending on the assist gas pressure and other factors, high-purity assist gas with less turbulence is blown into the cross-sectional groove. Although the heat loss due to the direct cooling of the processing portion by the cooling water is reduced, there is a problem that the consumption of the assist gas increases and the running cost is deteriorated.

【0013】更に、内側ノズル先端の直線部分を長くす
ることは、アシストガスの流れの乱れを防ぐ効果がある
が、レーザビームが干渉しやすくなり、焦点および可動
範囲が短くなるという問題があった。
Further, increasing the length of the straight portion at the tip of the inner nozzle has the effect of preventing disturbance of the flow of the assist gas. However, there is a problem that the laser beam easily interferes and the focal point and the movable range are shortened. .

【0014】なお更に、被加工材が軟鋼材等のときは、
冷却水による錆発生の問題や、加工機側の防錆対策によ
るコストアップという問題があった。
Further, when the work material is a mild steel material or the like,
There was a problem of rust generation due to cooling water and a problem of cost increase due to rust prevention measures on the processing machine side.

【0015】この発明の目的は、上記問題点を改善する
ために、切断可能板厚、切断速度、および加工安定性の
向上を図ると共に、ライニングコストの低減を図ったレ
ーザ加工機の加工ヘッドを提供することにある。
An object of the present invention is to provide a processing head of a laser processing machine which aims to improve the cuttable plate thickness, the cutting speed, and the processing stability and reduce the lining cost in order to improve the above problems. To provide.

【0016】[0016]

【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、請求項1に係る発明は、レーザビームを集光
するための集光レンズの下方位置に、被加工材に対して
アシストガスを噴出する内側ノズルを備え、この内側ノ
ズルの外周に、シールドガスと冷却媒体との混合ガスを
噴出するための外側ノズルを備えたレーザ加工機の加工
ヘッドにおいて、前記内側ノズルから噴出されるアシス
トガスの流速と前記外側ノズルから噴出される混合ガス
の流速をほぼ等しく設け、かつ前記外側ノズルの先端部
内側面に、混合ガスを霧状にするために内方向に突出し
た絞り部分を設けた構成である。
Means for Solving the Problems Conventional problems as described above
In view of the above, the invention according to claim 1 focuses a laser beam.
To the workpiece at the position below the condenser lens
An inner nozzle that blows out assist gas is provided.
A mixed gas of a shielding gas and a cooling medium is
Machining a laser machine with an outer nozzle for jetting
Assist ejected from the inner nozzle at the head
Gas flow rate and mixed gas ejected from the outer nozzle
And the tip of the outer nozzle
On the inner surface, project inward to atomize the gas mixture
This is a configuration in which an aperture portion is provided.

【0017】請求項2に係る発明は、請求項1に記載の
レーザ加工機の加工ヘッドにおいて、前記外側ノズルの
先端部から前記内側ノズルの先端部を突出した構成であ
る。
The invention according to claim 2 is the invention according to claim 1.
In the processing head of the laser processing machine, the outer nozzle
The tip of the inner nozzle projects from the tip.
You.

【0018】[0018]

【0019】[0019]

【0020】[0020]

【0021】[0021]

【実施例】以下、この発明の好適な一実施例を図面に基
づいて説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A preferred embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0022】図7及び図8には、レーザ加工機1の全体
が示してある。このレーザ加工機1は、ベース3、ベー
ス3の一端部に固定され垂直に形成されているポスト
5、およびポスト5によってベース3の上方に水平片持
ち梁状に支持されているオーバーヘッドビーム7とから
なっており、ポスト5の前面(図8中下側)には、レー
ザ加工機1を数値制御するNC制御装置9が設けられて
いる。
FIGS. 7 and 8 show the entire laser beam machine 1. The laser beam machine 1 includes a base 3, a post 5 fixed to one end of the base 3, and formed vertically, and an overhead beam 7 supported in a horizontal cantilever shape above the base 3 by the post 5. An NC controller 9 for numerically controlling the laser beam machine 1 is provided on the front surface of the post 5 (the lower side in FIG. 8).

【0023】前記ベース3の上端には、加工される被加
工材Wを水平に載置すべく複数のフリーベアボール11
を有する固定テーブル13が設けられている。オーバー
ヘッドビーム7の前端には、ミラーアッセンブリ15お
よび集光レンズ17を有する加工ヘッド19が設けられ
ている。この加工ヘッド19の先端(下端)にはレーザ
ビームLBを照射するノズル21が設けられている。
A plurality of free bear balls 11 are placed on the upper end of the base 3 in order to place the workpiece W to be processed horizontally.
Is provided. A processing head 19 having a mirror assembly 15 and a condenser lens 17 is provided at the front end of the overhead beam 7. A nozzle 21 for irradiating the laser beam LB is provided at a tip (lower end) of the processing head 19.

【0024】そして、ミラーアッセンブリ15は、レー
ザ加工機1の図中左側に設けられているレーザ発振器2
3からのレーザビームLBを集光レンズ17および被加
工材Wの方向へ屈折させるように設けられており、さら
にレーザ発振器23からミラーアッセンブリ15へ送る
ためのミラーアッセンブリ25,25が設けられてい
る。
The mirror assembly 15 is provided with a laser oscillator 2 provided on the left side of the laser beam machine 1 in the drawing.
3 is provided so as to refract the laser beam LB from 3 toward the condensing lens 17 and the workpiece W, and further provided are mirror assemblies 25, 25 for sending from the laser oscillator 23 to the mirror assembly 15. .

【0025】従って、このようなレーザ加工機1は、レ
ーザ発振器23からのレーザビームLBを受取り、加工
ヘッド19を通して被加工材Wの加工のためレーザビー
ムLBを照射するようになっている。
Therefore, such a laser beam machine 1 receives the laser beam LB from the laser oscillator 23 and irradiates the laser beam LB for processing the workpiece W through the processing head 19.

【0026】一方、被加工材Wを供給し、位置決めする
ために、水平移動可能なキャレッジベース27、このキ
ャレッジベース27上に移動可能に設けられ且つ被加工
材Wを把持する一対のワーククランプ29を有するキャ
レッジ31が設けられている。
On the other hand, in order to supply and position the workpiece W, a horizontally movable carriage base 27 and a pair of workpieces movably provided on the carriage base 27 and gripping the workpiece W are provided. A carriage 31 having a clamp 29 is provided.

【0027】キャレッジベース27は固定テーブル13
の両側に設けられている可動テーブル33と一体となっ
ており、固定テーブル13の両側に平行に設けられた一
対のガイドレール35上へスライド自在に設けられてい
て、図示しない駆動装置によりY軸方向へ移動位置決め
自在となっている。また、キャレッジ31は、キャレッ
ジベース27上を、X軸方向へ移動位置決め自在に設け
られている。
The carriage base 27 is a fixed table 13
And is slidably provided on a pair of guide rails 35 provided in parallel on both sides of the fixed table 13, and a Y-axis is provided by a driving device (not shown). It can be moved and positioned in any direction. The carriage 31 is provided on the carriage base 27 so as to be movable and positionable in the X-axis direction.

【0028】従って、加工ヘッド19の真下に位置する
加工領域への被加工材Wの位置決めは、被加工材Wをク
ランプするワーククランプ29を装備したキャレッジ3
1がキャレッジベース27上をX方向に移動制御され、
且つキャレッジベース27がガイドレール35に沿って
Y方向に移動制御されることにより行われることにな
る。
Accordingly, the positioning of the workpiece W in the processing area located immediately below the processing head 19 is performed by the carriage 3 equipped with the work clamp 29 for clamping the workpiece W.
1 is controlled to move on the carriage base 27 in the X direction,
In addition, the movement is performed by controlling the movement of the carriage base 27 in the Y direction along the guide rail 35.

【0029】次に、図1に基づいて、加工ヘッド19に
ついて説明する。
Next, the processing head 19 will be described with reference to FIG.

【0030】加工ヘッド19は中央部上側にレーザビー
ムLBを集光するための集光レンズ17が設けられてお
り、下向きに尖った円錐形状を呈する内部空間G側壁の
上端部付近に酸素等のアシストガスAGを噴出するアシ
ストガス噴出口37が設けられている。そして、集光レ
ンズ17の真下で加工ヘッド19の下端中心部には、レ
ーザビームLBを被加工材Wに照射すると共にアシスト
ガスAGを被加工材Wに対して噴出する内側ノズル39
が設けられている。
The processing head 19 is provided with a condensing lens 17 for condensing the laser beam LB on the upper side of the center, and oxygen or the like is formed near the upper end of the side wall of the internal space G having a conical shape that is pointed downward. An assist gas ejection port 37 for ejecting the assist gas AG is provided. At the center of the lower end of the processing head 19 immediately below the condenser lens 17, an inner nozzle 39 for irradiating the workpiece W with the laser beam LB and ejecting the assist gas AG to the workpiece W is provided.
Is provided.

【0031】内側ノズル39の外周には、例えばエアー
などのシールドガスSGと冷却媒体としての水WAを噴
出するための外側ノズル41が設けられている。この外
側ノズル41は、内部空間Gの形状に沿って連続した外
側ノズル空間41Aを有しており、この外側ノズル空間
41Aの上端において配管43に連結している。
On the outer periphery of the inner nozzle 39, an outer nozzle 41 for jetting a shield gas SG such as air and water WA as a cooling medium is provided. The outer nozzle 41 has an outer nozzle space 41A that is continuous along the shape of the inner space G, and is connected to a pipe 43 at the upper end of the outer nozzle space 41A.

【0032】ただし、配管43から外側ノズル空間41
Aの上端に導入されるシールドガスSGと水WAの混合
ガスは、図2に示されているごとく配管43から外側ノ
ズル空間41A間にて接線方向へ導入される接続路41
Bが形成されている。このため、混合ガスは外側ノズル
空間41Aの内部で回転し均等化する。
However, from the pipe 43, the outer nozzle space 41
A mixed gas of the shielding gas SG and the water WA introduced into the upper end of the pipe A is tangentially introduced from the pipe 43 to the space between the outer nozzle spaces 41A as shown in FIG.
B is formed. Therefore, the mixed gas rotates and equalizes inside the outer nozzle space 41A.

【0033】外側ノズル空間41Aの下端は、ノズル2
1下端面において円形の溝となって外側ノズル41を形
成するものである。そして、外側ノズル41に連結され
ている配管43には、送られてきたシールドガスSG中
に霧状の水WAを混合するための混合器45が設けられ
ている。
The lower end of the outer nozzle space 41A is
The outer nozzle 41 is formed as a circular groove at one lower end surface. A mixer 45 for mixing the atomized water WA into the sent shield gas SG is provided in the pipe 43 connected to the outer nozzle 41.

【0034】以上のように構成された加工ヘッド19で
は、レーザ発振器23からミラーアッセンブリ15を介
して送られてきたレーザビームLBが、集光レンズ17
により集光されて内側ノズル39から被加工材Wの切断
箇所に照射されると共に、アシストガスAGが被加工材
Wに向けて噴出されることにより被加工材Wを切断加工
する。この際に、混合器45により霧状の水WAが混合
されたシールドガスSGが、アシストガスAGの流速と
略同じ流速で外側ノズル41から噴出される。
In the processing head 19 configured as described above, the laser beam LB sent from the laser oscillator 23 via the mirror assembly 15 is
The workpiece W is cut by the assist gas AG being ejected toward the workpiece W while being radiated from the inner nozzle 39 to the cut portion of the workpiece W. At this time, the shield gas SG in which the atomized water WA is mixed by the mixer 45 is jetted from the outer nozzle 41 at a flow rate substantially equal to the flow rate of the assist gas AG.

【0035】上述のように外側ノズル41からシールド
ガスSGを噴出させると、内側ノズル39から噴出する
アシストガスAGは大気ではなく、シールドガスSGと
の間に相対速度をもつことになり、結果として相対速度
が小さくなる。このため、シールドガスSGのシールド
効果によりアシストガスAGの流れが乱れず、方向性の
良いガスが多量に加工部へ吹き込むので、ピアス時間が
短縮されると共に切断面粗度が向上してカーフ幅を狭く
でき、さらに加工速度を速くすることができる。
When the shield gas SG is ejected from the outer nozzle 41 as described above, the assist gas AG ejected from the inner nozzle 39 has a relative velocity with respect to the shield gas SG, not the atmosphere. The relative speed decreases. For this reason, the flow of the assist gas AG is not disturbed by the shielding effect of the shielding gas SG, and a large amount of gas having good directivity is blown into the processing portion, so that the piercing time is shortened, the cut surface roughness is improved, and the kerf width is increased. Can be reduced, and the processing speed can be further increased.

【0036】また、シールドガスSGには、混合器45
により予め霧状の水WAを混入させてあるので、切断加
工により被加工材Wに発生した熱の冷却効果を高めるこ
とができる。ここで、シールドガスSGの流速はアシス
トガスAGの流速とほぼ一致するため、シールドガスS
Gに混入した霧状の水WAのアシストガスAGへの進入
速度が遅く、加工部に直接吹き付けられることがないた
めレーザビームLBの水WAによるロスが発生せず、加
工速度を低下させることがない。
Further, a mixer 45 is added to the shielding gas SG.
As a result, since the water WA in the form of mist is mixed in advance, the cooling effect of the heat generated in the workpiece W by the cutting process can be enhanced. Here, since the flow rate of the shield gas SG substantially matches the flow rate of the assist gas AG, the shield gas S
Since the speed of entry of the atomized water WA mixed into the G into the assist gas AG is slow, and the water WA is not sprayed directly on the processing portion, the loss of the laser beam LB due to the water WA does not occur and the processing speed can be reduced. Absent.

【0037】さらに、シールドガスSGとアシストガス
AGとのノズル噴出後の混合が少ないため、シールドガ
スSGは安価なエアー等を使用することができる。そし
て、シールドガスSGをアシストガスAGと別配管とし
たので、それぞれの流量又はガス圧を別々に設定でき
る。例えば、シールドガスSGを強くするとピアス加工
時に発生するスパッタによる集光レンズの汚れを防ぐこ
とができる。
Furthermore, since the mixing of the shielding gas SG and the assist gas AG after the nozzle is jetted is small, inexpensive air or the like can be used as the shielding gas SG. Since the shield gas SG is provided separately from the assist gas AG, the flow rate or gas pressure of each can be set separately. For example, if the shielding gas SG is strengthened, it is possible to prevent contamination of the condenser lens due to spatter generated during piercing.

【0038】尚、図3に示すように、外側ノズル41か
ら内側ノズル39を突出した構成として、外側ノズル4
1を内側ノズル39に対して高く設けることにより、シ
ールドガスSGがアシストガスAGの周囲を効果的にシ
ールドすることができると共に、霧状の冷却媒体が加工
部に直接吹き付けられることを効果的に抑制できるもの
である。
[0038] Incidentally, as shown in FIG. 3, or outside the nozzle 41
The inner nozzle 39 projects from the outer nozzle 4
1 is higher than the inner nozzle 39 ,
Gas SG effectively seals around the assist gas AG.
And the mist cooling medium is processed
That can effectively suppress direct spraying on the part
It is.

【0039】また、上記実施例において、図3に詳細に
示されているごとく、外側ノズル41の下端の噴出口近
傍には、内方向に僅かに突出した絞り部分SBが設けて
ある。したがって、外側ノズル空間41A内部で水滴化
した霧も再び霧化することができる。更に、上記実施例
においては、内側ノズル39の外周に外側ノズル41を
設けたが、図4に示されているように、外側ノズル41
の噴出口はリング状でなく等間隔で配された小穴47で
あっても良い。
Further, in the above-described embodiment, as shown in detail in FIG. 3, near the ejection port at the lower end of the outer nozzle 41, a throttle portion SB slightly protruding inward is provided.
is there. Therefore, the mist that has turned into water droplets inside the outer nozzle space 41A can also be atomized again. Further, in the above embodiment, the outer nozzle 41 is provided on the outer periphery of the inner nozzle 39. However, as shown in FIG.
May be small holes 47 arranged at equal intervals instead of a ring shape.

【0040】なお更に、シールドガスSGだけを直接吹
き付けたり、シールドガスSGの代わりに水WAや油を
直接噴出したり、外部冷却装置により冷却された油、ガ
ス又はそれらの混合ガスを用いることもできる。
Furthermore, it is also possible to directly spray only the shield gas SG, directly jet water WA or oil instead of the shield gas SG, or use oil, gas cooled by an external cooling device, or a mixed gas thereof. it can.

【0041】また、図5に示すように、シールドガスS
Gに混入する冷却媒体に水WAを用いる場合は、予め水
溶性の防錆剤もしくは防錆油BOを混入した水槽49か
ら供給することが望ましい。
Further, as shown in FIG.
When water WA is used as the cooling medium mixed in G, it is preferable to supply the water WA from a water tank 49 in which a water-soluble rust preventive or rust preventive oil BO is mixed in advance.

【0042】この水槽49を採用した一実施例である水
噴霧配管の系統図について概略的に説明する。
A schematic diagram of a water spray pipe according to an embodiment employing the water tank 49 will be schematically described.

【0043】図6を参照するに、符号51は内圧タンク
であり、水配管は一点鎖線で示し、エアー配管は点線で
示してある。前記内圧タンク51の出側に水配管の開閉
用としてソレノイド53が設けられ、内圧タンク51の
出側にエアー配管の開閉用としてソレノイド55が設け
られている。また、内圧タンク51への入側水配管の途
中に逆止弁57が設けられている。
Referring to FIG. 6, reference numeral 51 denotes an internal pressure tank, a water pipe is shown by a dashed line, and an air pipe is shown by a dotted line. A solenoid 53 is provided on an outlet side of the internal pressure tank 51 for opening and closing a water pipe, and a solenoid 55 is provided on an outlet side of the internal pressure tank 51 for opening and closing an air pipe. A check valve 57 is provided in the middle of the water pipe on the inlet side to the internal pressure tank 51.

【0044】そして、前記水槽49であるリザーブタン
クには水WAと防錆油BOとが混合した水が収納されて
いて、符号59はポンプであり、符号61はソレノイ
ド、符号63はフィルターレギュレータ、符号65はレ
ギュレータである。
The reserve tank, which is the water tank 49, contains water in which water WA and rust-preventive oil BO are mixed, reference numeral 59 denotes a pump, reference numeral 61 denotes a solenoid, reference numeral 63 denotes a filter regulator, and reference numeral 63 denotes a filter regulator. Reference numeral 65 is a regulator.

【0045】上述したごとき水噴霧配管の制御方法は、
ソレノイド61の制御は、メインタンクからの信号によ
り開閉することでモータをON,OFFさせ、内圧タン
ク51に防錆水を補給する。また、ソレノイド53,5
5の制御は、アシストガスAGがONの時に水噴霧がO
Nの指令が出ていれば、ソレノイド53,55は同時に
開となり、水噴霧ノズル単体では決して作動しない。な
ぜならば、アシストガスAGが止っている状態で水噴霧
を出すと、ノズル先端に材料などの遮蔽物がある場合に
集光レンズ17を汚してしまうからである。
The control method of the water spray pipe as described above is as follows.
The solenoid 61 is controlled to open and close by a signal from the main tank, thereby turning the motor ON and OFF, and replenishing the internal pressure tank 51 with rust preventive water. In addition, solenoids 53 and 5
In the control of No. 5, the water spray is O when the assist gas AG is ON.
If the command of N is issued, the solenoids 53 and 55 are simultaneously opened, and the water spray nozzle alone never operates. This is because, if the water spray is emitted while the assist gas AG is stopped, the condensing lens 17 is stained when there is a shield such as a material at the tip of the nozzle.

【0046】更に、ソレノイド53で水WAを止め、
0.5秒以上タイミングをずらしてから、ソレノイド5
5によるエアーとアシストガスAGを止める。なぜなら
ば、水噴霧ノズルより先にアシストガスAGが止まる
と、ノズルが材料近くにあるとき水が集光レンズ17を
汚す。また、ソレノイド53の水をソレノイド55の噴
霧用エアーより先に閉めることで、外側ノズル41内の
水を吹き出すため、加工後にノズルから水が漏らない
し、内側ノズル39先端に水がたまらない。水が内側ノ
ズル39の先端にたまるとレーザ光LBがぼける。ま
た、加工ヘッド19を外すときに先端に溜った水が内部
に吸い込まれ集光レンズ17を汚すからである。
Further, the water WA is stopped by the solenoid 53,
After shifting the timing for 0.5 seconds or more, solenoid 5
5 Turn off the air and assist gas AG. This is because if the assist gas AG stops before the water spray nozzle, water contaminates the condenser lens 17 when the nozzle is near the material. In addition, since the water in the solenoid 53 is closed before the air for spraying the solenoid 55, the water in the outer nozzle 41 is blown out. Therefore, water does not leak from the nozzle after processing, and water does not accumulate at the tip of the inner nozzle 39. When water accumulates at the tip of the inner nozzle 39, the laser beam LB is blurred. In addition, when the processing head 19 is removed, the water collected at the tip is sucked into the inside and soils the condenser lens 17.

【0047】上述したごとき構成により、冷却媒体を混
合したシールドガスSGを外側ノズル41の外側ノズル
空間41Aへ噴出するのに、この外側ノズル空間41A
の接線方向に形成した接続路41Bにて連通したことに
より、外側ノズル41の内部で回転するようにシールド
ガスSGは導入される。また、外側ノズル41の先端に
絞り部分SBを設けたことにより、シールドガスSGに
混合した冷却媒体を噴出時に再霧化することができると
共に、外側ノズル41の噴出口を内側ノズル39の噴出
口より離れた高い位置とした。
According to the configuration described above, the shield gas SG mixed with the cooling medium is jetted into the outer nozzle space 41A of the outer nozzle 41.
The shield gas SG is introduced so as to rotate inside the outer nozzle 41 due to the communication through the connection path 41B formed in the tangential direction. Further, by providing the throttle portion SB at the tip of the outer nozzle 41, the cooling medium mixed with the shield gas SG can be re-atomized at the time of ejection, and the ejection port of the outer nozzle 41 can be changed to the ejection port of the inner nozzle 39. A higher position farther away.

【0048】このため、外側ノズル41から噴出された
シールドガスSGが内側ノズル39の外部形状に沿って
被加工材Wに吹き付けられるので、加工時には流れの整
ったシールドガスSGがアシストガスAGを周囲からシ
ールドすると共に、霧状の冷却媒体が被加工材Wの加工
部近傍を冷却する。而して、加工位置における熱のロス
が発生せず加工効率の向上を図ることができる。
For this reason, the shield gas SG ejected from the outer nozzle 41 is sprayed on the workpiece W along the outer shape of the inner nozzle 39, so that the shield gas SG having a well-flowed flow around the assist gas AG at the time of machining. And the mist-like cooling medium cools the vicinity of the processed portion of the workpiece W. Thus, it is possible to improve processing efficiency without generating heat loss at the processing position.

【0049】なお、この発明は、前述した実施例に限定
されることなく、適宜な変更を行なうことにより、その
他の態様で実施し得るものである。
The present invention is not limited to the embodiment described above, but can be embodied in other modes by making appropriate changes.

【0050】[0050]

【発明の効果】以上のごとき説明より明らかなように、
本発明の請求項1に係る発明においては、内側ノズル3
9から噴出されるアシストガスAGの流速と外側ノズル
41から噴出される混合ガスの流速とをほぼ等しくし、
かつ前記外側ノズル41の先端部内周面に、混合ガスを
霧状にするために内方向に突出した絞り部分SBを設け
た構成であるから、アシストガスAGと混合ガスとの間
の相対速度が小さく、混合ガスによってアシストガスA
Gの流れを乱すようなことがなくシールドが効果的に行
われると共に、混合ガス中の冷却媒体がアシストガスA
Gに混合して加工部に直接吹き付けられるようなことが
ないものである。したがって、精度のよいレーザ切断を
行うことができると共にレーザ加工部の周囲の冷却を効
果的に行うことができるものである。
As is clear from the above description,
In the invention according to claim 1 of the present invention, the inner nozzle 3
Flow rate of assist gas AG ejected from nozzle 9 and outer nozzle
Make the flow velocity of the mixed gas ejected from 41 almost equal,
In addition, the mixed gas is applied to the inner peripheral surface of the tip of the outer nozzle 41.
An inwardly protruding throttle portion SB is provided to make a mist
Between the assist gas AG and the mixed gas
The relative velocity of the gas is small, and the assist gas A
Effective shielding without disturbing the flow of G
And the cooling medium in the mixed gas is assist gas A
What can be mixed with G and sprayed directly on the processed part
Not something. Therefore, accurate laser cutting
As well as effective cooling around the laser processing part.
It can be done effectively.

【0051】そして、請求項2に係る発明においては、
外側ノズル41の先端部から内側ノズルの先端部を突出
した構成であるから、混合ガス中の冷却媒体がアシスト
ガスAG内に侵入すること、及びアシストガスAGの流
れを乱すことをより効果的に防止することができるもの
である。
In the invention according to claim 2,
Project the tip of the inner nozzle from the tip of the outer nozzle 41
Configuration, the cooling medium in the mixed gas assists
Invasion into the gas AG and flow of the assist gas AG
That can more effectively prevent disturbing
It is.

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

【図1】この発明に係るレーザ加工機の加工ヘッドの一
実施例を示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing one embodiment of a processing head of a laser processing machine according to the present invention.

【図2】図1におけるII−II線に沿った拡大説明図
である。
FIG. 2 is an enlarged explanatory view taken along line II-II in FIG.

【図3】この発明に係るレーザ加工機の加工ヘッドの別
の実施例を示す断面図である。
FIG. 3 is a sectional view showing another embodiment of the processing head of the laser processing machine according to the present invention.

【図4】この発明に係るレーザ加工機の加工ヘッドの更
に別の実施例を示す底面説明図である。
FIG. 4 is an explanatory bottom view showing still another embodiment of the processing head of the laser processing machine according to the present invention.

【図5】この発明に係る水槽と加工ノズルとを連通する
配管径路の説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram of a piping path that connects a water tank and a processing nozzle according to the present invention.

【図6】この発明に係る水噴霧配管系統の配管系統説明
図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram of a piping system of a water spray piping system according to the present invention.

【図7】この発明に係るレーザ加工機の加工ヘッドを装
備したレーザ加工機の全体を示す正面図である。
FIG. 7 is a front view showing an entire laser processing machine equipped with a processing head of the laser processing machine according to the present invention.

【図8】図7中矢視VIII方向から見た平面図であ
る。
FIG. 8 is a plan view seen from the direction of arrow VIII in FIG. 7;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 レーザ加工機 19 加工ヘッド 39 内側ノズル 41 外側ノズル 43 配管 45 混合器(混合手段) W 被加工材 AG アシストガス LB レーザビーム WA 水(冷却媒体) SG シールドガス SB 絞り部分 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Laser processing machine 19 Processing head 39 Inner nozzle 41 Outer nozzle 43 Pipe 45 Mixer (mixing means) W Workpiece material AG Assist gas LB Laser beam WA Water (cooling medium) SG Shield gas SB Draw-down part

───────────────────────────────────────────────────── 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 B23K 26/06 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) B23K 26/14 B23K 26/06

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 レーザビーム(LB)を集光するための
集光レンズ(17)の下方位置に、被加工材(W)に対
してアシストガス(AG)を噴出する内側ノズル(3
9)を備え、この内側ノズル(39)の外周に、シール
ドガス(SG)と冷却媒体(WA)との混合ガスを噴出
するための外側ノズル(41)を備えたレーザ加工機の
加工ヘッドにおいて、前記内側ノズル(39)から噴出
されるアシストガス(AG)の流速と前記外側ノズル
(41)から噴出される混合ガスの流速をほぼ等しく設
け、かつ前記外側ノズル(41)の先端部内周面に、混
合ガスを霧状にするために内方向に突出した絞り部分
(SB)を設けたことを特徴とするレーザ加工機の加工
ヘッド。
1. A method for converging a laser beam (LB).
The workpiece (W) is positioned below the condenser lens (17).
Nozzle (3) that blows out assist gas (AG)
9), and a seal is provided on the outer periphery of the inner nozzle (39).
Gas mixture of gas (SG) and cooling medium (WA)
Laser processing machine with an outer nozzle (41)
In the processing head, ejected from the inner nozzle (39)
Assist Gas (AG) Flow Rate and Outer Nozzle
Set the flow velocity of the mixed gas ejected from (41) to be almost equal.
Mixed with the inner peripheral surface of the tip of the outer nozzle (41).
A throttle part that protrudes inward to make the gas into a mist
Processing of a laser beam machine characterized by providing (SB)
head.
【請求項2】 請求項1に記載のレーザ加工機の加工ヘ
ッドにおいて、前記外側ノズル(41)の先端部から前
記内側ノズル(39)の先端部を突出した構成であるこ
とを特徴とするレーザ加工機の加工ヘッド。
2. The laser processing machine according to claim 1,
The front end of the outer nozzle (41)
The inner nozzle (39) must have a protruding tip.
And a processing head for a laser processing machine.
JP33675293A 1993-12-28 1993-12-28 Processing head of laser processing machine Expired - Lifetime JP3291097B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP33675293A JP3291097B2 (en) 1993-12-28 1993-12-28 Processing head of laser processing machine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP33675293A JP3291097B2 (en) 1993-12-28 1993-12-28 Processing head of laser processing machine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH07185874A JPH07185874A (en) 1995-07-25
JP3291097B2 true JP3291097B2 (en) 2002-06-10

Family

ID=18302394

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP33675293A Expired - Lifetime JP3291097B2 (en) 1993-12-28 1993-12-28 Processing head of laser processing machine

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3291097B2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102601526A (en) * 2012-02-20 2012-07-25 南京航空航天大学 Solid-laser penetration fusion welding nozzle for controlling plasmas through plasma compression method and control method therefor
CN106984899A (en) * 2017-05-17 2017-07-28 冯臣相 A kind of laser-beam welding machine coaxially blows the structure and method of protection gas
US20190275610A1 (en) * 2016-10-27 2019-09-12 Amada Holdings Co., Ltd. Method of and apparatus for supplying cooling water to laser processing head and method of producing cooling water
US11110545B2 (en) 2017-03-09 2021-09-07 Amada Holdings Co., Ltd. Coolant supply system for laser processing head and method for supplying coolant to laser processing head

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5768572B2 (en) * 2011-08-03 2015-08-26 株式会社レーザックス Laser cutting device
CN103212802A (en) * 2012-01-19 2013-07-24 昆山思拓机器有限公司 Coaxial type nozzle used for laser micro machining of thin-walled tube
JP6148878B2 (en) 2012-03-14 2017-06-14 株式会社アマダホールディングス Coaxial nozzle of laser processing machine

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102601526A (en) * 2012-02-20 2012-07-25 南京航空航天大学 Solid-laser penetration fusion welding nozzle for controlling plasmas through plasma compression method and control method therefor
US20190275610A1 (en) * 2016-10-27 2019-09-12 Amada Holdings Co., Ltd. Method of and apparatus for supplying cooling water to laser processing head and method of producing cooling water
EP3533559A4 (en) * 2016-10-27 2019-10-23 Amada Holdings Co., Ltd. Method and device for supplying cooling water to laser machining head, and method for producing cooling water
US11878370B2 (en) 2016-10-27 2024-01-23 Amada Holdings Co., Ltd. Method of and apparatus for supplying cooling water to laser processing head and method of producing cooling water
US11110545B2 (en) 2017-03-09 2021-09-07 Amada Holdings Co., Ltd. Coolant supply system for laser processing head and method for supplying coolant to laser processing head
CN106984899A (en) * 2017-05-17 2017-07-28 冯臣相 A kind of laser-beam welding machine coaxially blows the structure and method of protection gas
CN106984899B (en) * 2017-05-17 2019-11-22 武汉逸飞激光设备有限公司 A kind of laser-beam welding machine coaxially blows the structure and method of protection gas

Also Published As

Publication number Publication date
JPH07185874A (en) 1995-07-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4840110B2 (en) Laser welding apparatus and laser welding method
US5902497A (en) Process and device for cooling the area of a weld during laser welding
JP3385361B2 (en) Laser welding method and laser welding apparatus
EP1539419B1 (en) Laser welding method for suppressing plasma
JP3500071B2 (en) Laser processing method and laser processing apparatus
KR200467221Y1 (en) Laser processing machine having means for sprinkling or for cooling the inside wall of a pipe
JP5096000B2 (en) Laser processing equipment
JP2000084686A (en) Laser piercing method, laser machining nozzle and laser cutting device
JP3532223B2 (en) Laser processing machine head
JPS6043837B2 (en) Laser processing equipment
JP3291097B2 (en) Processing head of laser processing machine
US5354964A (en) Laser torch
JP3491550B2 (en) High-density energy beam processing method and apparatus
JPH09136183A (en) Laser beam machine and its processing torch
JPH10305387A (en) Method and machine for laser processing
JPS6160757B2 (en)
JPH10277766A (en) High speed piercing method and laser beam machining head used in the method
JPH0530871Y2 (en)
JPH07308792A (en) Laser beam nozzle device for laser beam machine
JP2007061861A (en) Laser machining apparatus
JPH01202387A (en) Laser cutting method
JPS5825558B2 (en) Laser processing equipment
JPH11239889A (en) Laser beam welding head in laser beam machining device
JP4075224B2 (en) Laser processing equipment
JPS6034474Y2 (en) Laser processing equipment

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080322

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090322

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100322

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100322

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110322

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120322

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130322

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130322

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140322

Year of fee payment: 12

EXPY Cancellation because of completion of term