JPH0381083A

JPH0381083A - 熱切断加工機における加工ヘッド

Info

Publication number: JPH0381083A
Application number: JP1214817A
Authority: JP
Inventors: Akira Sengoku; 千石　明
Original assignee: Amada Co Ltd
Current assignee: Amada Co Ltd
Priority date: 1989-08-23
Filing date: 1989-08-23
Publication date: 1991-04-05

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、熱切断ビームによって切断加工したワークの
スパッタを飛散、除去することのできる熱切断加工機の
加工ヘッドに関する。

（従来の技術）熱切断加工機としての例えばレーザ加工機においては、
ワークと加工ヘッドにおけるノズルとの間の距離を常に
一定に保持することが望ましいものである。したがって
、ワークの弯曲や反り等に対応して加工ヘッドを上下動
すべく、加工ヘッドにおけるノズルに距離センサを備え
たノズル装置が開発されている。

上記距離センサとして、例えば渦電流式のものは、加工
ヘッドにおけるノズルを囲繞した検出コイルと温度補償
用コイルとを備えているものが知られている。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら上述のようなレーザ加工機では、ワーク切
断加工の際、ピアス時（まず、中央の孔あけ時）には、
通常レーザビームおよびアシストガスを加えて加工して
ゆくが、このとき、発生したスパッタが距離検出用セン
サおよび、その付近の機器などにふりかかり、とくに距
離検出用センサの測定面が金属性の材料ではないため、
その表面部にスパッタが付着したり、ノズル部とセンサ
、ボビンの間にスパッタが飛び込んで内部に累積する。

そのため、距離検出用センサを破損したり、その付近の
機器の機能を低下させる結果となる。

従来は、センサ表面にスパッタが付着したり、ノズル部
とセンサ、ボビンの間隔内にスパッタが累積した場合は
切断加工を中止し、スパッタを取り除くメンテナンスが
必要であった。

そのため、センサの耐久性を著しく低下させると共に切
断加工に多くの時間を要し、また、スパッタを取り除く
際にセンサや付近の機器を傷つけるなどの課題があった
。

この発明の目的は上記課題を改善するため、熱切断ビー
ムおよびアシストガス以外にノズル部周囲に設けた環状
間隔部を通過してワーク上面にエヤー（または水、ある
いは両方とも）を噴出させてスパッタを取り除くことに
よってメンテナンスが不必要となり、センサの耐久性を
著しく向上させ、また、厚板切断加工の際は、ピアス時
以後、例えば水を噴出させることによりワークの冷却効
果を保ち、良好な切断加工の実現を図った熱切断加工機
における加工ヘッドを提供することにある。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段）上記目的を達成するために、この発明は、熱切断加工機
において、ＸＹテーブル上に載置されたワークに熱切断
ビームを照射し熱切断を行なう下部にノズル装置を備え
た加工ヘッドであって、前記ノズル装置がノズルを装着
するノズルホルダと、前記ノズルの先端部における外周
部に距離検出用センサを備えたセンサ取付部材と、前記
ノズルの外周部に設けられセンサ取付部材を保持するセ
ンサホルダとからなり、前記ノズルホルダの外周面とセ
ンサホルダの内周面との間に第１環状間隔部を設けると
共に、前記ノズルの先端部における外周部とセンサ取付
部材の内周面との間に前記第１環状間隔部に連通した第
２環状間隔部を設け、前記第１環状間隔部に連通ずる取
付口を前記ノズルホルダ内に設けて熱切断加工機におけ
る加工ヘッドを構成した。

（作用）この発明の熱切断加工機における加工ヘッドでは上述の
ように、ノズルホルダに設けた取付口を、センサホルダ
の内周面とノズルホルダの外周面との間に設けた第１環
状間隔部と、センナ取付部材の内周面とノズル先端部の
外周面との間に設けた第２環状間隔部とを連通せしめ、
さらにノズル装置の最下端出口に連通させた。而して、
熱切断ビームによってワークの切断加工と同時に、ノズ
ルホルダの取付口より送入されたエヤーまたは水（ある
いは両方とも）は前記第１．第２環状間隔部を通過して
ワーク上面に噴出し、距離検出コイル（センサ）や、そ
の付近の機器などに付着、累積すべきスパッタを飛散、
除去させて距離検出用コイルなどの機器の破損、機能低
下を防止し、併せてワークの冷却効果が高められる。

（実施例）以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。

第２図は、熱切断加工機としての例えばレーザ加工機の
側面図である。第２図において、レーザ加工機１は水平
に敷設された固定のＸＹテーブル３上にワークＷを案内
し、このワークＷをレーザビームＬＢで熱切断するもの
である。

レーザビームＬＢはレーザ発振袋Ｗ５で発振され、強度
調整装置７、ペンドミラー９を介して加工へラド１１に
案内されている。

加工ヘッド１１の内部には集光レンズ１３力ぐ設けられ
、レーザビームＬＢは、このレンズ１３で集光され、集
光位置でワークＷを熱切断する。

また、ワークＷはクランプ１５で把持されて、切断すべ
き位置が加工ヘッド１１の真下に来るように、ＸＹテー
ブル３上で水平移動されるようになっている。

クランプ１５はワークＷを把持した状態で、Ｘ。

Ｙ軸用サーボモータ（図示してない）で平面Ｘ。

Ｙ方向に駆動されるようになっている。

加工ヘッド１１はＺ信用サーボモータ（図示してない）
で上下方向に駆動されるようになっている。

また、レーザ加工機１にはＮＣ装置１７が備えられ、こ
のＮＣ装置１７の操作部には、いわゆる手動パルス発生
器１つが備えられている。

第１図は、本実施例に係る加工ヘッド１１の下部に備え
られたノズル装置２１の縦断面拡大図である。

ノズル装置２１は、加工へラド１１のノズル取付部へノ
ズル２３を取付けるためのノズルホルダ２５を備えてい
る。

ノズルホルダ２５の上部に形成したフランジ２５ａは、
前記加工ヘッド１１の下部に設けられたフランジ（図示
してない）にホルダ等によって着脱自在に取付けられて
いる。

このノズルホルダ２５に形成された下部円筒部２７内に
は、軸心部をレーザビームＬＢが通過白花かつアシスト
ガスをワークＷの加工部へ噴射するためのノズル２３が
保持されている。

ノズル２３は、例えば銅などのような導電性の高い材料
よりなるものであって、その先端部２３ａは、截頭円錐
形状に形成されている。

前記ノズルホルダ２５には、その下部用筒部２７および
ノズル２３を囲繞した筒状のセンサホルダ２９がボルト
等によって一体的に取付けられており、このセンサホル
ダ２９の下端部には、例えば窒化ケイ素のセンサカバー
３１がボルト等によって取付けられている。

また、センサホルダ２つの内面と前記ノズルホルダ２５
の下部円筒部２７外周面とは一定の第１環状間隔部３３
をあけて対応している。

センサカバー３１の内部には、距離検出用コイルＣ＋　
と温度保償用コイルＣ２とを上下に離間して巻回したセ
ンサ取付部材としてのボビン３５が保持されている。

ボビン３５は吸水性のない無機質な部材よりなるもので
あって、その内周面は前記ノズル２３の先端部２３ｇの
截頭円錐形状に対応した截頭円錐形をなしており、この
ボビン３５の内周面とノズル２３の先端部２３ａの外周
面との間は一定の第２環状間隔部３７を形成している。

この第２環状間隔部３７は上記の第１環状間隔部３３に
連通している。

センサカバー３１およびボビン３５の上面にプリント基
板３つが取付けられており、前記の第１゜第２環状間隔
部３３および３７と、ノズル装置２１の外部との間を密
閉し、内部を流通するエヤー又は水の漏洩を防止してい
る。

プリント基板３つには前記両コイルｃ、、ｃ２が接続さ
れていると共に、センサケーブル４１が接続されている
。

センサケーブル４１は、その表面を耐熱性を有するテフ
ロン樹脂などで加工され、外部よりノズル装置２１のセ
ンサホルダ２９を経てプリント基板３９に至っている。

前記ノズルホルダ２５には、エヤーおよび給水用の取付
口４３が形成されており、この取付口４３は前記第１−
１第２環状間隔部３３．３７に連通している。

したがって、取付口４３から供給された水又はエヤーは
第１．第２環状間隔部３３．３７を経てノズル２３の先
端部２３ａとボビン３５の間からワークＷに向けて噴射
される。

以上のような！、’１１　ｆｆからなるこの実施例の作
用について説明する。

ワークＷはクランプ１５で把持され、切断すべき位置が
加工ヘッド１１の真下にくるようにＸＹテーブル３上で
水平移動される。

ワークＷが加工ヘッド１１の真下に固定されると、加工
へラド１１はＺ信用サーボモータの駆動によって下降し
ワークＷに接近し、距離検出用コイルＣ２の作動によっ
て適正な位置に停止する。

次に、レーザ発振装置５の起動により発振されたレーザ
ビームＬＢは強度調整装置７、ペンドミラー９を経て加
工へラド１１に送られる。

レーザビームＬＢは更に加工ヘッド１１よりノズル装置
２１を経て、ノズル２３の先端部２３ａよりワークＷの
加工部へ射出され、このレーザビームＬＢによってワー
クＷの切断加工が行われる。

ワークＷの切断加工と同時にノズルホルダ２５の取付口
４３よりエヤーまたは水（あるいは両方とも）を送入す
る。

このエヤーまたは水（あるいは両方とも）は第１、第２
環状間隔部３３．３７内を通過し、ノズル２３の先端部
２３ａの外周辺よりワークＷの表面に噴射し、ワークＷ
の切断加工により発生し、ボビン３５の下部、ノズル２
３の先端部２３ａの下端付近、距離検出用コイルＣ丁お
よびワークＷの表面などに付着、累積すべきスパッタ（
熱溶融不純物）が飛散、除去される。

以上説明してきたように本実施例のレーザ加工機では上
述のように、ノズルホルダ２５に設けた取付口４３を、
センサホルダ２９の内面とノズルホルダ２５の下部円筒
部２７の外周面との間の第１環状間隔部３３およびボビ
ン３５の内周面とノズル２３の先端部２３ａの外周面と
の間の第２環状間隔部３７を通じてノズル装置２１の最
下端出口に連通させたことにより、エヤーまたは水（あ
るいは両方とも）をノズル部周囲に設けた第１゜第２環
状間隔部３３．３７を通過してワークＷ上面に噴射させ
るため、距離検出用コイルＣ１や、その付近の機器に付
着、累積すべきスパッタを飛散、除去させて距離検出用
コイルＣＩなどの機器の破損、機能低下を防止し、併せ
てワークＷの冷却効果を高めることができ、生産性の向
上を図ることができる。

なお、この発明は上述した実施例に限定されることなく
、適宜の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。

例えば本実施例では、レーザ加工機１について説明した
が、プラズマ機などの熱切断加工機にも対応可能である
。また、ノズルホルダ２５の取付口４３は１個であり、
この取付口４３からエヤーまたは水が各別個に、または
併用して使用されるが、なにも、これに限られるもので
はなく、取付口４３を複数個設け、それぞれ給気、給水
の専用口として使用することも可能である。

この場合、エヤーから水への切換時に噴射される水の時
間遅れを極めて小さくすることが肝要である。

〔発明の効果〕

以上のごとき実施例の説明より理解されるように、この
発明によれば、ノズルホルダに設けた取付口を、センサ
ホルダの内周面とノズルホルダ外周面との間の第１環状
間隔部およびセンサ取付部材の内周面とノズル先端部の
外周面との間の第２環状間隔部を通じてノズル装置の最
下端出口に連通させたことにより、エヤーまたは水（あ
るいは両方とも）をノズル部周囲に設けた第１．第２環
状間隔部を通過してワーク上面に噴出させ、距離検出用
コイルや、その付近の機器などに付着、累積すべきスパ
ッタを飛散、除去させて距離検出用コイルなどの機器の
破損、機能低下を防止し、併せてワークの冷却効果を高
めることができ、生産性の向上を図ることができるとい
う効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のレーザ加工機のノズル装置
の拡大縦断面図、第２図はレーザ加工機の側面図である
。１・・・レーザ加工機３・・・ｘＹテーブル１１・・・加工ヘッド２１・・・ノズル装置２３・・・ノズル２５・・・ノズルホルダ２７・・・下部円筒部２９・・・センサホルダ３１・・・センサカバー３３・・・環状間隔部３５・・・ボビン（センサ取付部材）３７・・・環状間隔部４３・・・取付口Ｗ・・・ワークＣ１・・・距離検出用コイルＣ２・・・温度補償用コイルＬＢ・・・レーザビーム

Claims

【特許請求の範囲】

熱切断加工機において、ＸＹテーブル上に載置されたワ
ークに熱切断ビームを照射し熱切断を行なう下部にノズ
ル装置を備えた加工ヘッドであって、前記ノズル装置が
ノズルを装着するノズルホルダと、前記ノズルの先端部
における外周部に距離検出用センサを備えたセンサ取付
部材と、前記ノズルの外周部に設けられセンサ取付部材
を保持するセンサホルダとからなり、前記ノズルホルダ
の外周面とセンサホルダの内周面との間に第１環状間隔
部を設けると共に、前記ノズルの先端部における外周部
とセンサ取付部材の内周面との間に前記第１環状間隔部
に連通した第２環状間隔部を設け、前記第１環状間隔部
に連通する取付口を前記ノズルホルダ内に設けてなるこ
とを特徴とする熱切断加工機における加工ヘッド。