JP6531908B2 - レーザ加工ヘッド及びレーザ加工方法 - Google Patents
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Description
レーザ加工ヘッド本体部と、
内側ノズルと外側ノズルを有する二重ノズル部と、
前記内側ノズルにシールドガスを供給するシールドガス供給装置と、
前記二重ノズル部は前記レーザ加工ヘッド本体部の底部に連結され、
前記シールドガス供給装置はシールドガス供給管を介して前記二重ノズル部に連結され、
前記シールドガス吸引装置はシールドガス吸引管を介して前記二重ノズル部に連結されていること、
を特徴とするレーザ加工ヘッドを提供する。
レーザ加工ヘッド本体部と、
内側ノズルと外側ノズルを有する二重ノズル部と、
前記内側ノズルにシールドガスを供給するシールドガス供給装置と、
前記外側ノズルに加圧水を供給する加圧水供給装置と、を備え、
前記二重ノズル部は前記レーザ加工ヘッド本体部の底部に連結され、
前記シールドガス供給装置はシールドガス供給管を介して前記二重ノズル部に連結され、
前記加圧水供給装置は加圧水供給管を介して前記二重ノズル部に連結されていること、
を特徴とするレーザ加工ヘッド、も提供する。
前記シール部を被加工材に当接させ、
前記二重ノズル部内に少なくとも一つの気密空間を形成させること、
を特徴とするレーザ加工方法、も提供する。
本発明のレーザ加工ヘッドはノズル部を二重構造とし、外側ノズルの働きによって、少なくともシールドガスが供給される内側ノズル内に高い気密空間を形成させるものである。外側ノズルの働きによって、吸引型及び加圧水型が存在し、レーザ加工ヘッドを傾斜させた形態も存在する。以下、これら各実施形態について詳細に説明する。
本発明の第1実施形態として、吸引型レーザ加工ヘッドについて説明する。図1及び図2は、それぞれ吸引型レーザ加工ヘッドの概略側面図及び概略正面図である。なお、レーザ加工ヘッドは光学系ユニットに接続された状態で示している。
本発明の第2実施形態として、加圧水型レーザ加工ヘッドについて説明する。図3は、加圧水型レーザ加工ヘッドの概略側面図である。
本発明の第3実施形態として、傾斜型レーザ加工ヘッドについて説明する。図4は、傾斜型レーザ加工ヘッドの概略側面図である。なお、ここでは吸引型レーザ加工ヘッドを傾斜型とした場合について説明するが、加圧水型レーザ加工ヘッドを傾斜型としてもよい。
本発明のレーザ加工方法は、本発明のレーザ加工ヘッドを用いて行うことができる。被加工材16は本発明の効果を損なわない限りにおいて特に限定されず、従来公知の種々の金属材を用いることができる。また、使用するレーザも本発明の効果を損なわない限りにおいて特に限定されず、従来公知の種々のレーザを用いることができる。
図5に示す吸引型レーザ加工ヘッドを用い、被加工面に見立てたアクリル板にノズルを押し当て、ノズル姿勢が垂直方向と水平方向の場合で空洞形成を確認した。垂直方向及び水平方向の状況を、図6及び図7にそれぞれ示す。
図8に示す加圧水型レーザ加工ヘッドを用い、水中及び気中で空洞形成を確認した。水中及び気中の状況を、図9及び図10にそれぞれ示す。
2・・・レーザ加工ヘッド本体部、
4・・・二重ノズル、
4A・・・内側ノズル、
4B・・・外側ノズル、
6・・・シールドガス供給装置、
8・・・シールドガス吸引装置、
10・・・光学系ユニット、
12・・・発振器、
14・・・保護レンズ、
16・・・被加工材、
18・・・シールドガス供給管、
20・・・シールドガス吸引管、
22・・・気密空間、
22A・・・第1の気密空間、
22B・・・第2の気密空間、
24・・・ボールプランジャ、
26・・・球体、
28・・・ケース、
30・・・支持体、
32・・・シール部、
34・・・弾性体、
36・・・加圧水供給装置、
38・・・加圧水供給管、
40・・・パージガス供給装置、
42・・・ヒューム吸引装置、
44・・・ビード逃げ溝。
Claims (12)
- レーザ加工ヘッド本体部と、
内側ノズルと外側ノズルを有する二重ノズル部と、
前記内側ノズルにシールドガスを供給するシールドガス供給装置と、
前記外側ノズルからシールドガスを吸引するシールドガス吸引装置と、を備え、
前記二重ノズル部は前記レーザ加工ヘッド本体部の底部に連結され、
前記シールドガス供給装置はシールドガス供給管を介して前記二重ノズル部に連結され、
前記シールドガス吸引装置はシールドガス吸引管を介して前記二重ノズル部に連結され、
前記内側ノズル及び/又は前記外側ノズルの内周底部にボールプランジャを備え、
前記ボールプランジャの下部に球体が配置されていること、
を特徴とするレーザ加工ヘッド。 - レーザ加工ヘッド本体部と、
内側ノズルと外側ノズルを有する二重ノズル部と、
前記内側ノズルにシールドガスを供給するシールドガス供給装置と、
前記外側ノズルに加圧水を供給する加圧水供給装置と、を備え、
前記二重ノズル部は前記レーザ加工ヘッド本体部の底部に連結され、
前記シールドガス供給装置はシールドガス供給管を介して前記二重ノズル部に連結され、
前記加圧水供給装置は加圧水供給管を介して前記二重ノズル部に連結され、
前記内側ノズル及び/又は前記外側ノズルの内周底部にボールプランジャを備え、
前記ボールプランジャの下部に球体が配置されていること、
を特徴とするレーザ加工ヘッド。 - 前記内側ノズル及び/又は前記外側ノズルの底部にシール部を備えること、
を特徴とする請求項1又は2に記載のレーザ加工ヘッド。 - 前記二重ノズル部の長さが非対称であり、前記二重ノズル部底面の法線と前記レーザ加工ヘッドの中心軸とがなす角度が5〜45°となること、
を特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のレーザ加工ヘッド。 - レーザ光を照射される被加工材の一部に対してパージガスを供給するためのパージガス供給装置を備えること、
を特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のレーザ加工ヘッド。 - 前記パージガス供給装置から供給されるパージガスの噴射方向にビード逃げ溝を有し、
前記ビード逃げ溝はレーザ照射軸に対して前記パージガス供給装置とは反対側に設けられていること、
を特徴とする請求項5に記載のレーザ加工ヘッド。 - 前記二重ノズル部内のパージガスを排気するための排出部を備えること、
を特徴とする請求項5又は6に記載のレーザ加工ヘッド。 - 請求項3に記載のレーザ加工ヘッドを用いてレーザ加工を行う方法であって、
前記シール部を被加工材に当接させ、
前記二重ノズル部内に少なくとも一つの気密空間を形成させること、
を特徴とするレーザ加工方法。
- 前記球体の上下移動によって、前記シール部と前記被加工材との間隔を調整すること、
を特徴とする請求項8に記載のレーザ加工方法。 - 前記被加工材と前記外側ノズルとの間隔を、前記被加工材と前記内側ノズルとの間隔よりも小さくすること、
を特徴とする請求項8又は9に記載のレーザ加工方法。 - 前記球体による前後左右の移動によって、前記被加工材を連続的に加工すること、
を特徴とする請求項8〜10のいずれかに記載のレーザ加工方法。 - レーザの照射軸を被加工材表面の法線に対して5〜45°傾斜させること、
を特徴とする請求項8〜11のいずれかに記載のレーザ加工方法。
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