JP4151889B2 - Torch for laser processing - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として手で操作するレーザ加工用トーチに関する。
【0002】
【従来の技術】
図4には、従来のレーザ加工用トーチの一例が示されている。このレーザ加工用トーチ101は、レーザ光を導く光ファイバーケーブルやアシストガス供給用のホース等(図示略)が収容された可撓性のトーチリード102と、トーチリード102の先端に取り付けられた円筒状のハンドル部103と、ハンドル部103の先端に設けられたノズル部104とを備えて成る。そして、ペンを把持する要領でハンドル部103を把持して、ハンドル部103の先端のノズル部104をワーク105の加工面106に当て、ノズル部104の先端からレーザ光とアシストガスとを放出させると、加工面106に対して溶接や溶断等の加工を行なうことができる。
【0003】
【特許文献1】
登録実用新案第301567号公報(請求項3)
【特許文献2】
特開平9−57481号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このようなレーザ加工用トーチ101は、安全上等の理由から、例えば、先端のノズル部104をワーク105の加工面106に接触または所定の圧力で押し当てなければ、レーザ光が出射されないようになっている。すなわち、ノズル部104をワーク105の加工面106に接触させるまたは押し付けることによって、導通またはトーチに押し込み接触圧が作用すると、初めて、安全回路を成すメカ式のスイッチが働き、レーザ発振器からレーザ光が出射されるようになっている(特許文献1、特許文献2参照)。
【0005】
したがって、加工の際には、ノズル部104を常にワーク105の加工面106に所定の圧力で接触させながら(トーチを押し込みながら)、加工面106上でノズル部104を滑らせなければならない。そのため、ノズル部104がワーク105との滑り摩擦によって早期に摩耗したり、加工中にノズル部104がワーク105に引っ掛って、思うようにノズル部104を加工面106上で滑らせることができないといった問題が生じる。また、このようにノズル部104を常にワーク105の加工面106に押し当てながら滑らせる加工を継続的に行なうためには、ワーク105との接触部であるノズル部104の材質を、カーボン等の滑り性の良い特定の材質に限定しなければならない。
【0006】
本発明は、前記事情に鑑みて為されたもので、レーザ加工の安全性を確保しつつ、ノズル部の材料選択の自由度を高めることができるとともに、ノズル部の耐久性を向上させることができるレーザ加工用トーチを提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明のレーザ加工用トーチは、レーザ光を出射するレーザ出射部を内部に有するハンドル部と、前記ハンドル部の先端に設けられてアシストガス供給源から供給されるアシストガスを先端から放出するとともに、前記レーザ出射部から出射されたレーザ光を先端から発射するノズル部とを備えたレーザ加工用トーチにおいて、レーザ光が前記レーザ出射部に導光されるON状態と、前記レーザ出射部へのレーザ光の導光が遮断されるOFF状態とに切換えられるスイッチと、前記アシストガスが放出されるノズル部先端の周囲を囲むように配置され、かつ、前記ノズル部の先端から放出されて被加工材料によって反射されるアシストガスの圧力を受ける受圧面を有するとともに、この受圧面に作用するアシストガスのガス圧によって作動して前記スイッチをONするガス圧作動体とを備えていることを特徴とする。
【0008】
したがって、上記構成によれば、加工の際、ノズル部を常に被加工材料の加工面に所定の圧力で接触させながら(トーチを押し込みながら)加工面上でノズル部を滑らせる必要がない。そのため、ノズル部が被加工材料との滑り摩擦によって摩耗したり、加工中にノズル部が被加工材料に引っ掛ってしまうといった事態を回避することができ、また、ノズル部の材質をカーボン等の滑り性の良い特定の材質に限定する必要もない。すなわち、本発明のレーザ加工用トーチにおいては、レーザ加工の安全性を確保しつつ、ノズル部の材料選択の自由度を高めることができるとともに、ノズル部の耐久性を向上させることができ、優れた加工性を得ることができる。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。
図1に示されるように、本実施形態に係るレーザ加工用トーチ1は、筒状のハンドル部4と、このハンドル部4の先端に例えば着脱自在に取り付けられ且つレーザ光Lを発射するノズル部16とを備えている。ハンドル部4内には、レーザ光(YAGレーザ)Lを出射するためのレーザ出射部22が固定的に支持されており、レーザ出射部22からは基端側(手元側)に向かって光ファイバ2が延びている。この光ファイバ2は、例えばアシストガス供給用のホースおよび冷却水給排用のホースとともに可撓性のトーチリード内に収容されて、レーザ発振器に接続される。
【0010】
ハンドル部4の先端部内には、レーザ出射部22から出射されるレーザ光Lをフォーカルな光にする複数のレンズ8が配設されている。また、レンズ8の前方には、レンズ8を加工時のスパッタから保護する保護ガラス20が配設されている。
【0011】
ハンドル部4の側方にはスイッチボックス6が並設されている。このスイッチボックス6には、前記レーザ発振器内のシャッタを開いてYAGレーザ光を発振させるための出射ボタン10が設けられている。また、スイッチボックス6からは、図示しないアシストガス供給源に接続されるアシストガス供給チューブ30が延びている。この場合、アシストガス供給チューブ30を通じて供給されるアシストガス(加工を安定・誘発するガス)がノズル部16の先端を通じて放出されるように、ハンドル部4内にガス流路が形成されている。
【0012】
また、スイッチボックス6には、後述するガス圧作動ホルダ14によって押圧されてON/OFFされる(ストロークによりON/OFFの電気信号に変換する)スイッチ部12aを有するストロークスイッチ12が内蔵されている。このストロークスイッチ12は、例えば、前記レーザ発振器の作動を制御する図示しない制御部と出射ボタン10と共に、レーザ制御回路を形成しており、出射ボタン10が押された状態でストロークスイッチ12がONされると、前記レーザ制御回路が閉じて、前記制御部によって前記レーザ発振器が作動する(レーザ光が出射される)ようになっている。
【0013】
また、ハンドル部4の先端には、ノズル部16を外側から包囲するようにガス圧作動ホルダ(ガス圧作動体)14が取り付けられている。このガス圧作動ホルダ14は、ストロークスイッチ12のスイッチ部12aと対向してこれを押圧することができるスイッチ押圧部14aを有している。また、ガス圧作動ホルダ14は、ハンドル部4との間に介挿されたスプリング18により、先端側(スイッチ押圧部14aをスイッチ部12aから離間させる方向)に常時付勢されている。また、ガス圧作動ホルダ14の先端には、ノズル部16から噴出されてワークWから反射されるアシストガスの圧力を受ける受圧面14bが形成されている。なお、スプリング18は、受圧面14bが所定のガス圧を受けると、圧縮してスイッチ押圧部14aによるスイッチ部12aの押圧を許容するように、その弾力が設定されている。
【0014】
次に、上記構成のレーザ加工用トーチ1を用いて、ワークWを加工する場合について説明する。
図2は、ノズル部16がワークWに対向されていない状態を示している。この状態では、ノズル部16の前方に遮蔽物が無いため、ハンドル部4内を流れるアシストガスは、ノズル部16の内部を通って、大気に放出される(大気に放出されるアシストガスが図中に矢印で示されている)。したがって、ガス圧作動ホルダ14の受圧部14bにはガス圧が作用しない。すなわち、ガス圧作動ホルダ14は、スプリング18によって先端側に付勢され(押し下げられ)、そのスイッチ押圧部14aがストロークスイッチ12のスイッチ部12aを押圧していない(ONさせていない)。そのため、出射ボタン10を押圧した状態であっても、前記レーザ制御回路は閉じられず、ノズル部16の先端からレーザ光Lが出射されない。
【0015】
図3は、ノズル部16がワークWに対向された状態を示している。この状態では、ノズル部16から噴出されたアシストガスがワークWによって反射されてガス圧作動ホルダ14の受圧面14bに作用する。したがって、出射ボタン10をONさせた状態で、ノズル部16を予め定められた距離までワークWの加工面に接近させると、ガス圧作動ホルダ14は、その受圧面14bに作用するガス圧(予め設定された圧力)により、スプリング18の付勢力に抗して押し上げられ、そのスイッチ押圧部14aがストロークスイッチ12のスイッチ部12aを押圧する(ONさせる)。これにより、前記レーザ制御回路が閉じられ、前記制御部によって前記レーザ発振器が作動され、ノズル部16の先端からレーザ光Lが出射される。
【0016】
このように、本実施形態のレーザ加工用トーチ1は、レーザ光がレーザ出射部22に導光されるON状態と、レーザ出射部22へのレーザ光の導光が遮断されるOFF状態とに切換えられるストロークスイッチ12と、ノズル部16の先端から放出されてワーク(被加工材料)Wによって反射されるガスの圧力を受ける受圧面14bを有し且つ受圧面14bに作用するガス圧によって作動してストロークスイッチ12をONするガス圧作動ホルダ14とを備えている。したがって、加工の際には、ノズル部16を常にワークWの加工面に所定の圧力で接触させながら(トーチを押し込みながら)加工面上でノズル部16を滑らせる必要がない。そのため、ノズル部16がワークWとの滑り摩擦によって摩耗したり、加工中にノズル部16がワークWに引っ掛ってしまうといった事態を回避することができ、また、ノズル部16の材質をカーボン等の滑り性の良い特定の材質に限定する必要もない。すなわち、本実施形態のレーザ加工用トーチ1によれば、レーザ加工の安全性を確保しつつ、ノズル部16の材料選択の自由度を高めることができるとともに、ノズル部16の耐久性を向上させることができ、優れた加工性を得ることができる。
【0017】
なお、本発明は、前述した実施形態に限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施できることは言うまでもない。例えば、前述した実施形態では、ストロークスイッチ12が機械的な接触スイッチであったが、光電センサ、近接センサ、静電容量センサ等を使用して、受圧面14bに対するガス圧の作用を非接触で検出できるようになっていても良い。
【0018】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のレーザ加工用トーチによれば、レーザ加工の安全性を確保しつつ、ノズル部の材料選択の自由度を高めることができるとともに、ノズル部の耐久性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係るレーザ加工用トーチを示す図であって、(a)は断面図、(b)は(a)のA方向矢視図である。
【図2】(a)はノズル部がワークに対向されていない状態を示す図1のレーザ加工用トーチの要部拡大断面図、(b)は(a)のA方向矢視図である。
【図3】ノズル部がワークに対向されている状態を示す図1のレーザ加工用トーチの要部拡大断面図である。
【図4】従来のレーザ加工要トーチの概略図である。
【符号の説明】
1 レーザ加工用トーチ
4 ハンドル部
12 ストロークスイッチ
14 ガス圧作動ホルダ(ガス圧作動体)
14b 受圧面
22 レーザ出射部
16 ノズル部
30 アシストガス供給チューブ(ガス供給手段)[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a laser processing torch operated mainly by hand.
[0002]
[Prior art]
FIG. 4 shows an example of a conventional laser processing torch. The
[0003]
[Patent Document 1]
Registered Utility Model No. 301567 (Claim 3)
[Patent Document 2]
JP-A-9-57481
[Problems to be solved by the invention]
By the way, such a
[0005]
Therefore, when machining, the nozzle portion 104 must be slid on the machining surface 106 while the nozzle portion 104 is always in contact with the machining surface 106 of the
[0006]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and while ensuring the safety of laser processing, it is possible to increase the degree of freedom of material selection of the nozzle part and improve the durability of the nozzle part. An object of the present invention is to provide a laser processing torch that can be used.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, a laser processing torch according to the present invention is provided with a handle portion having a laser emitting portion for emitting laser light therein, and provided at an end of the handle portion and supplied from an assist gas supply source. An ON state in which laser light is guided to the laser emitting portion in a laser processing torch having an assist gas emitted from the tip and a nozzle portion that emits laser light emitted from the laser emitting portion from the tip A switch that is switched to an OFF state in which light guide of the laser beam to the laser emitting unit is blocked, a nozzle unit that is disposed so as to surround a tip of the nozzle unit from which the assist gas is discharged, and the nozzle unit and has a pressure receiving surface for receiving the pressure of the assist gas that is reflected by the work piece is released from the tip, the assist acting on the pressure receiving surface Actuated by the gas pressure of the scan, characterized by comprising a gas pressure acting elements turning ON said switch.
[0008]
Therefore, according to the above configuration, at the time of processing, it is not necessary to slide the nozzle portion on the processing surface while keeping the nozzle portion in contact with the processing surface of the workpiece material with a predetermined pressure (while pushing the torch). Therefore, it is possible to avoid a situation in which the nozzle portion is worn due to sliding friction with the material to be processed or the nozzle portion is caught on the material to be processed during processing, and the material of the nozzle portion is made of carbon or the like. It is not necessary to limit to a specific material with good slipperiness. That is, in the laser processing torch of the present invention, while ensuring the safety of laser processing, it is possible to increase the degree of freedom in selecting the material of the nozzle part, and to improve the durability of the nozzle part, Processability can be obtained.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, a laser processing torch 1 according to this embodiment includes a
[0010]
A plurality of
[0011]
A
[0012]
Further, the
[0013]
A gas pressure operating holder (gas pressure operating body) 14 is attached to the tip of the
[0014]
Next, the case where the workpiece W is processed using the laser processing torch 1 having the above-described configuration will be described.
FIG. 2 shows a state in which the
[0015]
FIG. 3 shows a state in which the
[0016]
As described above, the laser processing torch 1 of the present embodiment is in the ON state in which the laser beam is guided to the
[0017]
Needless to say, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. For example, in the above-described embodiment, the
[0018]
【The invention's effect】
As described above, according to the laser processing torch of the present invention, while ensuring the safety of laser processing, the degree of freedom in selecting the material of the nozzle portion can be increased, and the durability of the nozzle portion is improved. be able to.
[Brief description of the drawings]
1A and 1B are views showing a laser processing torch according to an embodiment of the present invention, in which FIG. 1A is a cross-sectional view, and FIG.
2A is an enlarged cross-sectional view of a main part of the laser processing torch of FIG. 1 showing a state where a nozzle portion is not opposed to a workpiece, and FIG. 2B is a view in the direction of arrow A in FIG.
3 is an enlarged cross-sectional view of a main part of the laser processing torch of FIG. 1 showing a state in which a nozzle portion faces a workpiece.
FIG. 4 is a schematic view of a conventional laser processing required torch.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
14b
Claims (1)
前記ハンドル部の先端に設けられてアシストガス供給源から供給されるアシストガスを先端から放出するとともに、前記レーザ出射部から出射されたレーザ光を先端から発射するノズル部とを備えたレーザ加工用トーチにおいて、
レーザ光が前記レーザ出射部に導光されるON状態と、前記レーザ出射部へのレーザ光の導光が遮断されるOFF状態とに切換えられるスイッチと、
前記アシストガスが放出されるノズル部先端の周囲を囲むように配置され、かつ、前記ノズル部の先端から放出されて被加工材料によって反射されるアシストガスの圧力を受ける受圧面を有するとともに、この受圧面に作用するアシストガスのガス圧によって作動して前記スイッチをONするガス圧作動体と、
を備えていることを特徴とするレーザ加工用トーチ。A handle portion having a laser emitting portion for emitting laser light therein;
For laser processing, comprising: a nozzle portion that is provided at the tip of the handle portion and that emits assist gas supplied from an assist gas supply source from the tip, and that emits laser light emitted from the laser emitting portion from the tip In the torch,
A switch that is switched between an ON state in which laser light is guided to the laser emitting unit and an OFF state in which light guiding of the laser light to the laser emitting unit is blocked;
The assist gas is disposed so as to surround the tip of the nozzle part from which the assist gas is discharged, and has a pressure receiving surface that receives the pressure of the assist gas that is discharged from the tip of the nozzle part and reflected by the work material. A gas pressure operating body that is operated by the gas pressure of the assist gas acting on the pressure receiving surface to turn on the switch;
A laser processing torch characterized by comprising:
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