JPH02284789A - レーザ加工機 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明はレーザ加圧装置のレーザビームノズル装置に係
る。

（従来の技術） レーザ加工装置は、レーザビームノズルを有しており、
一般に、レーザビームノズルの噴孔よリレーザビームを
被加工物に照射すると同時に、効率良く良好なレーザビ
ーム加工が行われるべくアシストガスを前記噴孔酸いは
サイドノズルの噴孔より被加工物に対し噴出するように
なっている。

（発明が解決しようとする課題） 従来一般に、レーザビームノズルの噴孔より噴出するア
シストガスはこの噴孔の周方向全域に亘って均等に被加
工物に対し噴出するようになっているが、例えば、レー
ザ切断に於けるドロスの低減のためにはアシストガスは
切断進行方向前側の領域に他の領域に比して多く必要と
され、これに対しレーザ溶接に於けるプラズマの除去の
ためにはアシストガスは切断進行方向後側の領域に他の
領域に比して多く必要とされ、アシストガスはレーザ加
工部周辺の全域に亘って均一に与えられる必要はない。

このため、上述の如く、レーザビームノズルの噴孔より
アシストガスが噴孔の周方向全域に亘って均一に被加工
物に対して噴出すると、アンストガスを必要としない領
域にまでアシストガスか多はに噴出し、アシストガスの
無駄な消費量が多くなる。

本発明は、−Ｌ述の如き不具合に鑑み、アシストガスを
実際に多く必要とする部分にのみアシストガスを集中的
に与えることができ、アシストガスの消費量の低減を図
ったレーザ加工装置のレーザビームノズル装置を提供す
ることを目的としている。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上述の如き［」的は、本発明によれば、アシストガスの
噴出に関して周方向に方向性を有し自身の中心軸線の周
りに回転可能に設けられたレーザビームノズルと、前５
己レーザビームノズルをレザ加１−進行方向に応して回
転駆動する回転駆動手段とを有するレーザ加工装置のｌ
ノーザビ−ムノズル装置によって達成される。

（作用） 上述の如き構成によれば、レーザビームノズルがレーザ
加工進行方向に応じて自身の中心軸線の周りに回転し、
レーザビームノズルよりのアシストガスの噴出方向がレ
ーザ加工進行方向に関して予め定められた関係に保たれ
るようになる。

（実施例） 以下に添付の図を参照して本発明を実施例について詳細
に説明する。

第４図は本発明によるレーザビームノズル装置が組込ま
れて好適なレーザ加工装置の一例を示している。第４図
に於て、１−はｌノ−ザ加工装置全体を示しており、レ
ーザ加工装置１はレーザビーム発生装置３、制御装置５
等を有する装置本体７と、装置本体７に連設された水平
なワークテーブルつと、装置本体７より延出されてワー
クテーブル９の上方を水平方向に延在する上部水平アー
ム１１と、上部水平アーム１１の先端に取付けられたレ
ーザ加工ヘッド１３と、ワークテーブル９上にて被加工
物の支持及び被加工物の移動を行うワーククランプ装置
１５とを有している。

レーザ加工ヘッド１３の先端部には第１８図に示されて
いる如き本発明によるレーザビームノズル１７が取付け
られている。

レーザビームノズル１７は、比較的大径の円筒状をなす
取付基部１９と、比較的小径の円筒状をなすノズル部２
１とを有し、取付基部１つにてレザ加工ヘッド１′３に
設けられたノズル支持孔２３に自身の中心軸線の周りに
回転可能に嵌合し、取付基部１．９の端部に設けられた
フランジ部２５をフランジ押え２７によって押えられて
レーザ加圧ヘッド１３に対し組付けられている。

ノズル部２１は、先端、即ち図にて下端に開口縁部２９
により構成される噴孔３１を有１．ており、この噴孔３
１−より図にて垂直（鉛直）な、即ちワークテーブル９
に対し垂直な照射光軸Ａをもってレーザビームを被加工
物Ｗの加工面に対し照射するようになっている。尚、ワ
ークテーブル９上の被加工物Ｗの加工面は図にて水平に
延在し、この加工面とレーザビームノズルの照射光軸Ａ
とは直交する関係になっている。

また噴孔３１．は前記被加工物Ｗの加工面に対し酸素ガ
スの如きアシストガスを噴出するようになっている。尚
、ノズル支持孔２：３にはアシストガスの漏洩を防ｉｔ
するためにＯリング４３が取付けられている。

噴孔３１を構成する開口縁部２９は照射光軸Ａに対し傾
斜した仮想平面Ｓに沿って延在１．ており、これによっ
て噴孔３１は所謂傾斜した切口を有Ｉ２ている。

上述の如く、開口縁部２９が傾斜していることにより、
噴孔３１より被加工物Ｗの加工面に対し噴出するアシス
トガスは開口縁部２９の周方向に見て前記仮想平面Ｓに
対し直交する軸線Ｆの側に偏流【７、この側に多く流れ
るようになる。

このことから、軸線Ｆが切断方向進行側になるようにレ
ーザビームノズル１７の回転位置が制御されればアシス
トガスは常に切断方向の進行側に多く流れるようになる
。

取イ；１基部１つの外周部には従動プーリ３３が形成さ
れている。レーザ加工ヘッド１３にはブラケット３５に
よってサーボモータ３７が取付けられており、サーボモ
ータ３７の出力軸３９には駆動プーリ４１が取付けられ
ている。駆動プーリ４１−とレーザビームノズル１７の
プーリ３３との間には無端状のタイミングベルト４３が
掛渡されている。

これにより、レーザビームノズル１７はサーボモータ３
７により自身の中心軸線の周りに回転駆動されることに
なる。

第２図はノズル駆動用のサーボモータ３７の制御システ
ムを示している。ワーククランプ装置１−５は、Ｘ軸サ
ーボモー　タ５１によりＸ軸方向へ駆動され、Ｙ軸サー
ボモータ５３によりＸ軸方向へ駆動され、これによりク
ランプしている被加圧物Ｗをレーザビームノズル１７に
対し任意の方向位置へ移動させるようになっている。

Ｘ軸サーボモータ５１にはＸ輔タコメータジェネレータ
５５が、またＹ軸サーボモータ５３にはＹ軸タコメータ
ジェネレータ５７が各々接続されている。Ｘ軸タコメー
タジェレータ５５はワー　ククランプ装置１５による被
加圧物ＷのＸ軸方向の移動量に見合ったＸ軸方向タコメ
ータ電圧Ｖｘを発生し、Ｙ軸タコメータジェネレータ５
７はワククランプ装置１５による被加圧物ＷのＸ軸方向
の移動量に見合ったＹ軸方向タコメータ電圧ｖｙを発生
するようになっている。

二つのタコメータ電圧Ｖｘとｖｙはサーボモータ３７の
駆動制御装置５９に入力されるようになっている。駆動
制御装置５９はＸ軸方向タコメータ電圧ＶｘとＹ軸方向
タコメータ電圧ｖｙとを用いて下式によりワーククラン
プ装置１５による被加工物Ｗのレーザビームノズル１７
に対する回転角θを求める回転角演算手段６１を含んで
いる。

θ−ｔ　ａ　ｎ−’　（Ｖｙ／Ｖｘ） また駆動制御装置５つは回転角演算手段６１よりの回転
角θに関するアナログ信号をパルス信号に変換するパル
ス信号発生手段６３を有（〜ている。

パルス信号発生手段６３は回転角θに応じて定められる
パルス信号をサーボ信号としてサーボモータ３７へ出力
するようになっている。

上述の如き構成により、ｌメーザビームノズル１フはサ
ーボモータ３７によりワーククランプ装置１５にクラン
プされている被加工物Ｗのレーザビーム装置］−７に対
する回転角θに応じて自身の中心軸線の周りに回転する
ようになる。

これにより、レーザビームノズル］７の噴孔３１よりの
アシストガスの偏流方向がレーザ加工進行方向に関して
予め定められた関係に保たれるようになり、アシストガ
スは常に切断進行方向前側に多く流れるようになる。

上述の実施例に於ては、アシストガスの噴出に関して周
方向に方向性を有するｌノーザビームノズルとして噴孔
の開口縁部が傾斜しているものが用いられているが、本
発明によるレーザビームノズル装置に用いられるレーザ
ビームノズルは、これに限定されるものではなく、例え
ば第３図に示されている如く、レーザビーム照射用の噴
孔３１、即ち主噴孔とは別に、その主噴孔の一側部にア
シストガス噴出用の副噴孔４５を有する型式のレザビー
ムノズルであっても良い。

以上に於ては、本発明を特定の実施例について詳細に説
明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、
本発明の範囲内にて種々の実施例が可能であることは当
業賃にとって明ら力）てあろつＯ ［発明の効果］ 上述の如き実施例の説明より理解されるよう、本発明に
よるレーザビームノズル装置によれ（ず、レーザビーム
ノズルが１ノ一ザ加工進行方向１こ応して自身の中心軸
線の周りに回転することによりし＝−ザビームノズルよ
りのアシストガスの噴出方向がレーザ加工進行方向に関
して予め定められた関係に保たれるようになる。このこ
とがらレーザ加工進行方向に関してアシストガスが多く
必要とされる方向に常にアシストガスを多く与えること
力（可能になる。これによりアシストガスの無駄な消費
量が低減し、従来に比してアシストガス流量が低減され
るようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるレーザビーム装置のレーザビーム
ノズル装置の一つの実施例を示す縦断面図、第２図は本
発明によるレーザビームノズル装置の制御システムの一
実施例を示すプロ・ツク線図、第３図は本発明による１
ノーサビームノズル装置に用いられるレーザビームノズ
ルの他の実施例をその要部について示す断面図、第４図
は本発明によるレーザビームノズル装置か適用されて好
適なレーザ加工装置の一例を示す正面図である。 １・・・レーザ加工装置 １３・・・レーザ加工ヘッド １７・・・レーザビームノズル ２９・・・開口縁部 ３１・・・噴孔 ３７・・・サーボモータ ５９・・・駆動制御装置 代理人　弁理士　　巨　好　秀　和 第２図 第３図 １ル−サ゛加工装置 １３：レーサ′加工へ１ド Ｉ７：レーサ゛ヒ゛−ムノス′ル ２９：開口縁部 ３１：噴孔 ３７コサーネ゛モータ ５９：駆動制御装置 第１図 第４　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. アシストガスの噴出に関して周方向に方向性を有し自身
   の中心軸線の周りに回転可能に設けられたレーザビーム
   ノズルと、前記レーザビームノズルをレーザ加工進行方
   向に応じて回転駆動する回転駆動手段とを有するレーザ
   加工装置のレーザビームノズル装置。