JPH0195890A - レーザーガス切断方法 - Google Patents
レーザーガス切断方法Info
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- JPH0195890A JPH0195890A JP62250722A JP25072287A JPH0195890A JP H0195890 A JPH0195890 A JP H0195890A JP 62250722 A JP62250722 A JP 62250722A JP 25072287 A JP25072287 A JP 25072287A JP H0195890 A JPH0195890 A JP H0195890A
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- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 7
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- SBIBMFFZSBJNJF-UHFFFAOYSA-N selenium;zinc Chemical compound [Se]=[Zn] SBIBMFFZSBJNJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 3
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- 238000005192 partition Methods 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/14—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor
- B23K26/1462—Nozzles; Features related to nozzles
- B23K26/1464—Supply to, or discharge from, nozzles of media, e.g. gas, powder, wire
- B23K26/1476—Features inside the nozzle for feeding the fluid stream through the nozzle
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B23K26/14—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、厚肉金属部材切断に好適なレーザーガス切断
方法に関する。
方法に関する。
薄板に対する従来のレーザーガス切断方法においては、
第６図模式図に示すように、発振器１の全反射鏡２．出
力鏡３間で励振された出力ビームはビーム伝送系４の全
反射鏡５を経て、集光レンズ乙によシ加エヘッドＺ内で
集光され、レーザー光軸と同軸のノズル８の孔よりアシ
ストガス９のジェットをワーク１０に噴射させ、飛散ド
ロス１１を飛ばして切断する。
第６図模式図に示すように、発振器１の全反射鏡２．出
力鏡３間で励振された出力ビームはビーム伝送系４の全
反射鏡５を経て、集光レンズ乙によシ加エヘッドＺ内で
集光され、レーザー光軸と同軸のノズル８の孔よりアシ
ストガス９のジェットをワーク１０に噴射させ、飛散ド
ロス１１を飛ばして切断する。
また５ｋＷ以上の大出力レーザー使用時において、 Ｚ
ｎ５ｅ 、 ＧａＡｓなどの集光レンズでは熱的耐用性
上問題となる場合には、第４図縦断面図に示すように、
カセグレン光学系が用いられ、伝送ビーム４は圧力隔壁
１４で支持される透過レンズ１５を通り、円錐型鏡１２
で屈折され、中央開孔凹面鏡１６によシ加エヘッド７内
で集光される。
ｎ５ｅ 、 ＧａＡｓなどの集光レンズでは熱的耐用性
上問題となる場合には、第４図縦断面図に示すように、
カセグレン光学系が用いられ、伝送ビーム４は圧力隔壁
１４で支持される透過レンズ１５を通り、円錐型鏡１２
で屈折され、中央開孔凹面鏡１６によシ加エヘッド７内
で集光される。
しかして、レーザーガス切断能力の向上化を図るために
は、レーザーの大出力化、アシストガス圧の増加による
ノズル先端からのジェット流の高速化及び大流量化等が
必要である。
は、レーザーの大出力化、アシストガス圧の増加による
ノズル先端からのジェット流の高速化及び大流量化等が
必要である。
しかしながら、第３図の従来方法では次のような不具合
がある。
がある。
（１３５ｋＷ以上の大出力化Ｃｏ２レーザー光では、Ｚ
ｎ５ｅ 、 ＧａＡｓなどの集光レンズ６が熱歪を生じ
ビームモードの変動や破損を生ずる。
ｎ５ｅ 、 ＧａＡｓなどの集光レンズ６が熱歪を生じ
ビームモードの変動や破損を生ずる。
（２）集光レンズ６の耐圧は最大３ｋｇｆ／ｃｆＩｌで
あり、これを越えるアシストガス圧の増加はレンズの破
損を招く。
あり、これを越えるアシストガス圧の増加はレンズの破
損を招く。
（３）集光レンズ６を用いるため加工ヘッド７の中心線
上はビームが通過しておシ、他のノズルなどの切断機器
部材の同軸配置が不可能である。
上はビームが通過しておシ、他のノズルなどの切断機器
部材の同軸配置が不可能である。
また第４図のカセグレン光学系では、金属鏡１２．１３
を用いるので、熱的耐用性に優れ大出力化が可能であフ
、また透過レンズ１５を用いるので集光レンズ乙に比べ
て熱歪耐久性に優れ大出力化が可能となるが、一方透過
レンズ１５の耐圧は最大３ｋｇｆ／ｃＪであるためこれ
以上のアシストガス圧の増加は不可である。三方図中Ａ
ＢＣで示す円錐状領域の中央開光凹面鏡集光ビームの中
心軸空所内は、レーザー光の通過しない領域であり、切
断機器部材をノズル８と同軸配置できる余地がある。
を用いるので、熱的耐用性に優れ大出力化が可能であフ
、また透過レンズ１５を用いるので集光レンズ乙に比べ
て熱歪耐久性に優れ大出力化が可能となるが、一方透過
レンズ１５の耐圧は最大３ｋｇｆ／ｃＪであるためこれ
以上のアシストガス圧の増加は不可である。三方図中Ａ
ＢＣで示す円錐状領域の中央開光凹面鏡集光ビームの中
心軸空所内は、レーザー光の通過しない領域であり、切
断機器部材をノズル８と同軸配置できる余地がある。
本発明は、このような事情に鑑みて提案されたもので、
レーザーの大出力化とアシストガス圧の増加によるノズ
ルジェット流の高速化及び大流量化が達成でき、ひいて
は厚肉材の切断が可能となるレーザーガス切断方法を提
供することを目的とする。
レーザーの大出力化とアシストガス圧の増加によるノズ
ルジェット流の高速化及び大流量化が達成でき、ひいて
は厚肉材の切断が可能となるレーザーガス切断方法を提
供することを目的とする。
そのために本発明は、透過レンズを通り加工ヘッド内に
送られるレーザービームが加工ヘッド軸心上のカセグレ
ン光学系の円錐型鏡で屈折されたのち同光学系の中央開
孔凹面鏡で集光され、その集光ビームとともに低圧アシ
ストガスが加工ヘッド先端の低圧ノズルから噴射され、
かつ上記円錐型鏡の前方において上記集光ビームの中心
軸空所内に設けられた高圧ノズルから高圧アシストガス
が上記低圧ガスノズルへ向け噴射されることを特徴とす
る。
送られるレーザービームが加工ヘッド軸心上のカセグレ
ン光学系の円錐型鏡で屈折されたのち同光学系の中央開
孔凹面鏡で集光され、その集光ビームとともに低圧アシ
ストガスが加工ヘッド先端の低圧ノズルから噴射され、
かつ上記円錐型鏡の前方において上記集光ビームの中心
軸空所内に設けられた高圧ノズルから高圧アシストガス
が上記低圧ガスノズルへ向け噴射されることを特徴とす
る。
上述の構成によシ、レーザーの大出力化とアシストガス
圧の増加によるノズルジェット流の高速化及び大流量化
が達成でき、ひいては厚肉材の切断が可能となるレーザ
ーガス切断方法を得ることができる。
圧の増加によるノズルジェット流の高速化及び大流量化
が達成でき、ひいては厚肉材の切断が可能となるレーザ
ーガス切断方法を得ることができる。
本発明レーザーガス切断方法の一実施例を図面について
説明すると、第１図は本発明方法を実施する加工ヘッド
の縦断面図、第２図は第１図における高圧ノズル配管の
要領図である。
説明すると、第１図は本発明方法を実施する加工ヘッド
の縦断面図、第２図は第１図における高圧ノズル配管の
要領図である。
上図において、加工ヘッド７の上部に、中心部に開孔し
た圧力隔壁１４を介して、Ｚｎ５ｅ。
た圧力隔壁１４を介して、Ｚｎ５ｅ。
ＧａＡｓなどで作られ伝送ビーム４が通過できるレンズ
径を有する平面状の透過レンズ１５を取付ける。この透
過レンズ１５直下に光軸を一致させたＭＯ製又はＣｕＫ
Ａｕメツキ製の円錐型鏡１２を設ける。この円錐型鏡１
２に光路を合致させた上記同様材製の中央開孔凹面鏡１
３を配置し、加工ヘッド７先端の低圧ノズル８近傍で焦
点を結ぶようにする。
径を有する平面状の透過レンズ１５を取付ける。この透
過レンズ１５直下に光軸を一致させたＭＯ製又はＣｕＫ
Ａｕメツキ製の円錐型鏡１２を設ける。この円錐型鏡１
２に光路を合致させた上記同様材製の中央開孔凹面鏡１
３を配置し、加工ヘッド７先端の低圧ノズル８近傍で焦
点を結ぶようにする。
また円錐型鏡１２の下部において、中央開孔凹面鏡１３
の集光ビームの中心軸空所内に、加工ヘッド７の軸心と
合致させたＣｕ製の高圧ノズル１６を、その先端が低圧
ノズル８と同心的となるように配置し、焦点に向う集光
ビームは両ノズル孔の間隙を通過できるようにする。
の集光ビームの中心軸空所内に、加工ヘッド７の軸心と
合致させたＣｕ製の高圧ノズル１６を、その先端が低圧
ノズル８と同心的となるように配置し、焦点に向う集光
ビームは両ノズル孔の間隙を通過できるようにする。
高圧ノズル１６の周囲には、第２図に示すように、数ケ
所に放射状に高圧ノズル支持兼配管１７が取付けられて
いる。この配管１７は例えば第１図のように、円錐型鏡
１２と中央開孔凹面鏡１３の光路をＥ、Ｅ点で横切って
加工ヘッドＺ外へ導かれる。勿論この配管１７は中央開
孔凹面鏡１３とその焦点間を横切ってもよいが、エネル
ギ密度的には上記Ｅ。
所に放射状に高圧ノズル支持兼配管１７が取付けられて
いる。この配管１７は例えば第１図のように、円錐型鏡
１２と中央開孔凹面鏡１３の光路をＥ、Ｅ点で横切って
加工ヘッドＺ外へ導かれる。勿論この配管１７は中央開
孔凹面鏡１３とその焦点間を横切ってもよいが、エネル
ギ密度的には上記Ｅ。
Ｅを通過させる方が得策である。配管材は熱伝導度、レ
ーザー反射率が高く、融点が比較的高くかつ加工性、コ
ストなどの点から、Ｃｕが好ましい。
ーザー反射率が高く、融点が比較的高くかつ加工性、コ
ストなどの点から、Ｃｕが好ましい。
このような加工ヘッドにおいて、０２．Ｎ２などの高圧
アシストガス１８を例えば１ｏ〜２０ ｋｇｆ／ｃ、ｉ
で送給することにより、高圧ノズル１６先端から高速ジ
ェット流１９を大容量で噴射できる。一方３ｋｇｆ／ｃ
４以下の低圧アシストガス９を加工ヘッドＺ内へ流すこ
とによシ、低圧ノズル８から低速ジェット流２゜を高速
ジェット流１９を包囲する形で噴射でき、高速ジェット
流１９に対するカーテン効果により外気の高速ジェット
流への巻込みを阻止する。なお低圧アシストガス９を停
止させて使用してもよい。
アシストガス１８を例えば１ｏ〜２０ ｋｇｆ／ｃ、ｉ
で送給することにより、高圧ノズル１６先端から高速ジ
ェット流１９を大容量で噴射できる。一方３ｋｇｆ／ｃ
４以下の低圧アシストガス９を加工ヘッドＺ内へ流すこ
とによシ、低圧ノズル８から低速ジェット流２゜を高速
ジェット流１９を包囲する形で噴射でき、高速ジェット
流１９に対するカーテン効果により外気の高速ジェット
流への巻込みを阻止する。なお低圧アシストガス９を停
止させて使用してもよい。
（７〕
また高圧ノズル１６は独立した高圧ノズル支持兼配管１
７系統に接続されているので、高圧アシストガス１８の
圧力は十分に増圧することができ、なおこの配管１７は
放射状に取付けられ、かつ円錐望鏡１２で傘状に発散し
てエネルギ密度の低下したビーム通過領域を配管１７が
最小投影面積で横切るので、レーザー出力の低下を最小
限にし、かつ配管１７のビームから受けるエネルギを最
小とし配管を熱的に保護することができる。
７系統に接続されているので、高圧アシストガス１８の
圧力は十分に増圧することができ、なおこの配管１７は
放射状に取付けられ、かつ円錐望鏡１２で傘状に発散し
てエネルギ密度の低下したビーム通過領域を配管１７が
最小投影面積で横切るので、レーザー出力の低下を最小
限にし、かつ配管１７のビームから受けるエネルギを最
小とし配管を熱的に保護することができる。
要するに本発明によれば、透過レンズを通り加工ヘッド
内に送られるレーザービームが加工ヘッド軸心上のカセ
グレン光学系の円錐望鏡で屈折されたのち同光学系の中
央開孔凹面鏡で集光され、その集光ビームとともに低圧
アシストガスが加工ヘッド先端の低圧ノズルから噴射さ
れ、かつ上記円錐望鏡の前方において上記集光ビームの
中心軸空所内に設けられた高圧ノズルから高圧アシスト
ガスが上記低圧ガスノズルへ向け噴射されることにょシ
、レーザーの大出力化とアシストガス圧の増加によるノ
ズルジェット流の高速化及び大流量化が達成でき、ひい
ては厚肉材の切断が可能となるレーザーガス切断方法を
得るから、本発明は産業上極めて有益なものである。
内に送られるレーザービームが加工ヘッド軸心上のカセ
グレン光学系の円錐望鏡で屈折されたのち同光学系の中
央開孔凹面鏡で集光され、その集光ビームとともに低圧
アシストガスが加工ヘッド先端の低圧ノズルから噴射さ
れ、かつ上記円錐望鏡の前方において上記集光ビームの
中心軸空所内に設けられた高圧ノズルから高圧アシスト
ガスが上記低圧ガスノズルへ向け噴射されることにょシ
、レーザーの大出力化とアシストガス圧の増加によるノ
ズルジェット流の高速化及び大流量化が達成でき、ひい
ては厚肉材の切断が可能となるレーザーガス切断方法を
得るから、本発明は産業上極めて有益なものである。
第１図は本発明レーザーガス切断方法の一実施例におけ
る加工ヘッドの縦断面図、第２図は第１図における高圧
ノズル配管の要領図である。 第３図は従来のレンズ系によるレーザーガス切断方法の
模式図、第４図は従来のカセグレン型光学系によるレー
ザーガス切断方法における加工ヘッドの縦断面図である
。 １・・・発振器、２・・・全反射鏡、３・・・出力鏡、
４・・・伝送ビーム、５・・全反射鏡、６川集光レンズ
、７・・・加工ヘッド、８・・・低圧ノズル、９・・・
アシストガス、１０・・・ワーク、１１・・・飛散ドロ
ス、１２・・・円錐望鏡、１３・・・中央開孔凹面鏡、
１４・・・圧力隔壁、１５・・・透過レンズ、１６・・
・高圧ノズル、１７・・・高圧ノズル支持兼配管、１８
９．・高圧アシストガス、１９・・・高速ジェット流、
２０・・・低速ジェット流。 代理人 弁理士 塚 本 正 文 第１図 第３ｗＡ 第２図
る加工ヘッドの縦断面図、第２図は第１図における高圧
ノズル配管の要領図である。 第３図は従来のレンズ系によるレーザーガス切断方法の
模式図、第４図は従来のカセグレン型光学系によるレー
ザーガス切断方法における加工ヘッドの縦断面図である
。 １・・・発振器、２・・・全反射鏡、３・・・出力鏡、
４・・・伝送ビーム、５・・全反射鏡、６川集光レンズ
、７・・・加工ヘッド、８・・・低圧ノズル、９・・・
アシストガス、１０・・・ワーク、１１・・・飛散ドロ
ス、１２・・・円錐望鏡、１３・・・中央開孔凹面鏡、
１４・・・圧力隔壁、１５・・・透過レンズ、１６・・
・高圧ノズル、１７・・・高圧ノズル支持兼配管、１８
９．・高圧アシストガス、１９・・・高速ジェット流、
２０・・・低速ジェット流。 代理人 弁理士 塚 本 正 文 第１図 第３ｗＡ 第２図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 透過レンズを通り加工ヘッド内に送られる レーザービームが加工ヘッド軸心上のカセグレン光学系
の円錐型鏡で屈折されたのち同光学系の中央開孔凹面鏡
で集光され、その集光ビームとともに低圧アシストガス
が加工ヘッド先端の低圧ノズルから噴射され、かつ上記
円錐型鏡の前方において上記集光ビームの中心軸空所内
に設けられた高圧ノズルから高圧アシストガスが上記低
圧ガスノズルへ向け噴射されることを特徴とするレーザ
ーガス切断方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62250722A JPH0195890A (ja) | 1987-10-06 | 1987-10-06 | レーザーガス切断方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62250722A JPH0195890A (ja) | 1987-10-06 | 1987-10-06 | レーザーガス切断方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0195890A true JPH0195890A (ja) | 1989-04-13 |
Family
ID=17212077
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62250722A Pending JPH0195890A (ja) | 1987-10-06 | 1987-10-06 | レーザーガス切断方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0195890A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0474557A1 (fr) * | 1990-09-07 | 1992-03-11 | Commissariat A L'energie Atomique | Laser utilisé pour des usinages de pièces mécaniques |
| WO1994023887A1 (en) * | 1993-04-07 | 1994-10-27 | Atsushi Mori | Laser machining apparatus and laser machining method |
| JP2012038546A (ja) * | 2010-08-06 | 2012-02-23 | Ushio Inc | レーザ駆動光源 |
-
1987
- 1987-10-06 JP JP62250722A patent/JPH0195890A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0474557A1 (fr) * | 1990-09-07 | 1992-03-11 | Commissariat A L'energie Atomique | Laser utilisé pour des usinages de pièces mécaniques |
| WO1994023887A1 (en) * | 1993-04-07 | 1994-10-27 | Atsushi Mori | Laser machining apparatus and laser machining method |
| US5582749A (en) * | 1993-04-07 | 1996-12-10 | Fanuc, Ltd. | Laser beam machine and laser beam machining method |
| JP2012038546A (ja) * | 2010-08-06 | 2012-02-23 | Ushio Inc | レーザ駆動光源 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20050929 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20051018 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A521 | Written amendment |
Effective date: 20051215 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060704 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060831 |
|
| A911 | Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20060913 |
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| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Effective date: 20061128 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
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Effective date: 20070327 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A045 |