JPH0530871Y2 - - Google Patents

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JPH0530871Y2
JPH0530871Y2 JP1988009586U JP958688U JPH0530871Y2 JP H0530871 Y2 JPH0530871 Y2 JP H0530871Y2 JP 1988009586 U JP1988009586 U JP 1988009586U JP 958688 U JP958688 U JP 958688U JP H0530871 Y2 JPH0530871 Y2 JP H0530871Y2
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【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、レーザ光によつて金属材料等の溶接
を行なうレーザ加工装置に関し、とくにレーザ光
を集光する集光レンズの保護構造に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a laser processing device for welding metal materials and the like using laser light, and particularly relates to a protective structure for a condensing lens that condenses laser light.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

レーザ加工装置を使用して溶接等の金属加工を
実施する場合、加工中に発生するスパツタ等の飛
散物が集光レンズに付着し、集光レーザの寿命が
短くなるという問題がある。その対策として、特
開昭59−223191号公報に示すように、装置先端部
にレンズ保護用のノズルを設け、高速流の気体を
集光レンズの光軸を横切り膜状に流出させる方法
が考案されている。
When performing metal processing such as welding using a laser processing device, there is a problem in that flying objects such as spatter generated during the processing adhere to the condensing lens, shortening the life of the condensing laser. As a countermeasure to this problem, a method was devised as shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-223191, in which a nozzle for protecting the lens was installed at the tip of the device, and a high-speed gas flow crossed the optical axis of the condensing lens and flowed out in a film form. has been done.

〔考案が解決しようとする課題〕[The problem that the idea attempts to solve]

上述の装置のように、集光レンズの下面に高速
気流を形成した場合は、高速気流によつてスパツ
タ等の装置内への侵入が阻止され、集光レンズへ
の付着に対して大きな効果が得られる反面、高速
気流によつて溶接時にシールドガスが乱されると
いう問題が生じる。これは、集光レンズ下面側に
形成された高速気流が周辺の空気を巻き込むた
め、溶接部近傍に空気の流れが生じ、低速で供給
されるシールドガスの流れが乱されることによつ
て生じるものである。そのため、溶接部のガスシ
ールドが不完全になり、溶接部にブローホール等
の欠陥が発生するという問題が生じる。
When a high-speed airflow is formed on the bottom surface of the condenser lens, as in the above-mentioned device, the high-speed airflow prevents spatter from entering the device, and has a great effect on adhesion to the condenser lens. However, a problem arises in that the shielding gas is disturbed during welding by the high-speed airflow. This occurs because the high-speed airflow formed on the lower surface of the condenser lens entrains the surrounding air, creating an airflow near the welding area and disrupting the flow of the shielding gas that is supplied at low speed. It is something. Therefore, a problem arises in that the gas shielding of the welded part becomes incomplete and defects such as blowholes occur in the welded part.

本考案は、上記の問題に着目し、集光レンズへ
のスパツタ等の付着を阻止するとともに、溶接部
のガスシールドを確実にし、溶接部の欠陥を解消
することを目的とする。
The present invention focuses on the above-mentioned problems, and aims to prevent spatter and the like from adhering to the condenser lens, ensure gas shielding of the weld, and eliminate defects in the weld.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

この目的に沿う本考案に係るレーザ加工装置
は、レーザ加工ヘツドに設けられた集光レンズに
より集光されるレーザ光を被加工物に照射すると
共に、該被加工物のレーザ光照射点にシールドガ
スを供給してレーザ溶接を行なうようにしたレー
ザ加工装置において、前記レーザ加工ヘツド内の
前記集光レンズの下方に、乾燥空気を前記被加工
物側に向けて噴出する噴出口を設け、前記レーザ
加工ヘツドの下方に、レーザ光の光軸に対して略
直角方向に延びる板状部材を配設し、該板状部材
に、前記レーザ光が通過しかつレーザ光の断面径
よりも僅かに径の大きなオリフイスを形成し、該
板状部材の下面側に、前記オリフイスを通過した
レーザ光と同心に配置され被加工物のレーザ光照
射点に向けてシールドガスを噴出する第1のノズ
ルを配置し、前記板状部材の上面のオリフイス近
傍に、レーザ光を横切る高速気流を形成する第2
のノズルを設け、前記板状部材に、該板状部材を
上下運動および旋回運動させる駆動手段を連結
し、前記レーザ加工ヘツドの下面と板状部材の上
面との間に、該板状部材を上昇させるための逃げ
スペースを設けたものから成る。
A laser processing device according to the present invention that meets this purpose irradiates a workpiece with a laser beam focused by a condensing lens provided in a laser processing head, and shields the laser beam irradiation point of the workpiece. In a laser processing apparatus that performs laser welding by supplying gas, a jet port for jetting dry air toward the workpiece is provided below the condenser lens in the laser processing head, and the A plate-shaped member extending substantially perpendicular to the optical axis of the laser beam is disposed below the laser processing head, and the plate-shaped member has a diameter slightly smaller than the cross-sectional diameter of the laser beam through which the laser beam passes. An orifice with a large diameter is formed, and a first nozzle is provided on the lower surface side of the plate-shaped member to be arranged concentrically with the laser beam that has passed through the orifice and to eject shielding gas toward the laser beam irradiation point on the workpiece. A second air current is arranged near the orifice on the upper surface of the plate-like member to form a high-speed airflow that crosses the laser beam.
A nozzle is provided, a drive means is connected to the plate-shaped member for vertically moving and rotating the plate-shaped member, and the plate-shaped member is placed between the lower surface of the laser processing head and the upper surface of the plate-shaped member. It consists of a piece with an escape space for raising it.

〔作用〕[Effect]

このように構成されたレーザ加工装置において
は、レーザ加工ヘツド内の集光レンズの下方に、
乾燥空気を被加工物側に向けて噴出する噴出口が
設けられるので、レーザ加工ヘツド内の圧力が大
気圧よりも高くなり、レーザ加工ヘツド内には溶
接ヒユーム(粉塵)等の異物が侵入しにくくな
る。
In the laser processing device configured in this way, below the condenser lens in the laser processing head,
Since a jet is provided to blow out dry air toward the workpiece, the pressure inside the laser processing head becomes higher than atmospheric pressure, preventing foreign matter such as welding fumes (dust) from entering the laser processing head. It becomes difficult.

また、第2のノズルによつてレーザ光を横切る
高速気流が形成されるので、この高速気流によつ
ても溶接ヒユームやスパツタ等の加工ヘツド内へ
の侵入が阻止され、集光レンズ表面へのスパツタ
等の付着は確実に防止される。さらに、オリフイ
スの径は、レーザ光の断面径よりも僅かに大きい
だけであるので、スパツタ等の侵入防止効果が大
となる。
In addition, since the second nozzle forms a high-speed airflow that crosses the laser beam, this high-speed airflow also prevents welding fumes, spatter, etc. from entering the processing head and reaching the surface of the condenser lens. Adhesion of spatter etc. is reliably prevented. Furthermore, since the diameter of the orifice is only slightly larger than the cross-sectional diameter of the laser beam, the effect of preventing the intrusion of spatter and the like is great.

第1のノズルは、オリフイスを通過したレーザ
光に対して同心状に配置されるので、シールドガ
スを全周方向からレーザ光照射に向けて噴出させ
ることができ、溶接部のシールド性を著しく高め
ることが可能となる。
Since the first nozzle is arranged concentrically with respect to the laser beam that has passed through the orifice, the shielding gas can be ejected from the entire circumference toward the laser beam irradiation, significantly improving the shielding properties of the welded part. becomes possible.

ここで、溶接作業時にはレーザ加工ヘツド内の
噴出口からは被加工物に向けて乾燥空気が噴出さ
れるが、レーザ加工ヘツドの下面と第1のノズル
が設けられる板状部材の上面との間には、板状部
材を上方に逃がすための逃げスペースが設けられ
ているので、レーザ加工ヘツドから流出した乾燥
空気の大部分を外方に拡散させることができ、し
かも乾燥空気は第2のノズルによる高速気流によ
つて流れが遮断されるので、第1のノズル内への
レーザ加工ヘツドからの乾燥空気の侵入は阻止さ
れる。したがつて、シールドガスに乾燥空気が混
入することはなくなり、溶接の品質低下が防止さ
れる。
Here, during welding work, dry air is ejected from the jet nozzle in the laser processing head toward the workpiece, but between the bottom surface of the laser processing head and the top surface of the plate-shaped member where the first nozzle is provided. is provided with an escape space for allowing the plate-shaped member to escape upwards, so most of the dry air flowing out from the laser processing head can be diffused outward, and the dry air is also directed to the second nozzle. Since the flow is blocked by the high velocity airflow, dry air from the laser processing head is prevented from entering the first nozzle. Therefore, dry air is not mixed into the shielding gas, and deterioration in welding quality is prevented.

板状部材は駆動手段によつて上下運動および旋
回運動が可能となるので、被加工物に上方に突出
する突起や段差がある場合でも、第1のノズルを
上方に逃がすことができ、第1のノズルと被加工
物との干渉を防止することが可能となる。第1の
ノズルを一旦被加工物から逃がした後は、板状部
材を駆動手段によつて下降させることにより、再
び第1のノズルを所定の位置に位置決めすること
ができる。したがつて、第1のノズルを常に被溶
接部材に近接させた状態で溶接することが可能と
なり、良好なシールド効果を維持することができ
る。
Since the plate member can be moved up and down and rotated by the driving means, even if the workpiece has a protrusion or step that projects upward, the first nozzle can escape upward, and the first nozzle can be moved upwardly. It becomes possible to prevent interference between the nozzle and the workpiece. Once the first nozzle has been released from the workpiece, the first nozzle can be positioned at a predetermined position again by lowering the plate member using the driving means. Therefore, it is possible to weld the first nozzle always in close proximity to the welded member, and a good shielding effect can be maintained.

〔実施例〕〔Example〕

以下に、本考案に係るレーザ加工装置の望まし
い実施例を、図面を参照して説明する。
Preferred embodiments of the laser processing apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

図は、本考案の一実施例に係るレーザ加工装置
の加工ヘツド近傍を示している。図中、1はレー
ザ加工ヘツドの加工ヘツド本体を示している。加
工ヘツド1は略筒状に形成され、この加工ヘツド
本体1の内側にはレンズホルダ2が取付けられて
いる。レンズホルダ2の内側には、レーザ光Lを
集光する集光レンズ3が位置している。集光レン
ズ3は、Oリング4および押えリング5を介して
レンズホルダ2に螺合されるリングネジ6により
締付けられ、レンズホルダ2に固定されている。
加工ヘツド本体1には、冷却水を回流させる環状
の流路7が形成されており、この流路7は加工ヘ
ツド本体1の外周面に取付けられた冷却パイプ8
と接続されている。冷却パイプ8は、図示されな
い冷却水供給源と接続されており、冷却水供給源
から供給される冷却水によつて集光レンズ3が間
接的に冷却されるようになつている。
The figure shows the vicinity of a processing head of a laser processing apparatus according to an embodiment of the present invention. In the figure, 1 indicates the main body of the laser processing head. The processing head 1 is formed into a substantially cylindrical shape, and a lens holder 2 is attached to the inside of the processing head main body 1. A condensing lens 3 that condenses the laser beam L is located inside the lens holder 2. The condensing lens 3 is fixed to the lens holder 2 by being tightened by a ring screw 6 which is screwed into the lens holder 2 via an O-ring 4 and a retaining ring 5.
An annular flow path 7 for circulating cooling water is formed in the processing head main body 1, and this flow path 7 is connected to a cooling pipe 8 attached to the outer peripheral surface of the processing head main body 1.
is connected to. The cooling pipe 8 is connected to a cooling water supply source (not shown), and the condenser lens 3 is indirectly cooled by the cooling water supplied from the cooling water supply source.

加工ヘツド本体1とレンズホルダ2との間に
は、周方向にのびる副室9が形成されている。副
室9は、加工レンズ3の外周に位置しており、副
室9と連なる〓間は図示されないOリング等によ
つてシールされている。副室9は、加工ヘツド本
体1に形成された通路12と連通しており、この
通路12は加工ヘツド本体1の外周面に取付けら
れたパイプ13に接続されている。パイプ13
は、たとえば乾燥空気を圧送する図示されないコ
ンプレツサ等に接続されている。副室9は、レン
ズホルダ2に形成された複数の噴出口14と連通
されている。各噴出口14は、レーザ光Lの光軸
Aを中心として放射状に配置されており、副室9
に送給された乾燥空気P1を下方の被加工物40
に向けて噴出するようになつている。
A subchamber 9 extending in the circumferential direction is formed between the processing head main body 1 and the lens holder 2. The auxiliary chamber 9 is located on the outer periphery of the processed lens 3, and the gap connected to the auxiliary chamber 9 is sealed with an O-ring or the like (not shown). The auxiliary chamber 9 communicates with a passage 12 formed in the machining head body 1, and this passage 12 is connected to a pipe 13 attached to the outer peripheral surface of the machining head body 1. pipe 13
is connected to, for example, a compressor (not shown) that pumps dry air. The subchamber 9 communicates with a plurality of jet ports 14 formed in the lens holder 2 . Each jet port 14 is arranged radially around the optical axis A of the laser beam L, and is arranged in a subchamber 9.
The dry air P1 sent to the lower workpiece 40
It is starting to erupt towards.

加工ヘツド本体1の下端には、スペーサ15を
介してスリーブ16が取付けられている。さら
に、スリーブ16の下端にはノズル18が取付け
られている。スリーブ16とノズル18は螺合構
造によつて一体となつており、これらの内側には
レーザ光Lが通る主室19が形成されている。ノ
ズル18の内周面は、下方にいくにつれて断面積
が小となるテーパ面18aに形成されている。ま
た、ノズル18の下端面は、下方にいくにつれて
小径となるテーパ面18bに形成されている。
A sleeve 16 is attached to the lower end of the processing head body 1 with a spacer 15 interposed therebetween. Further, a nozzle 18 is attached to the lower end of the sleeve 16. The sleeve 16 and the nozzle 18 are integrated by a screw structure, and a main chamber 19 through which the laser beam L passes is formed inside them. The inner circumferential surface of the nozzle 18 is formed into a tapered surface 18a whose cross-sectional area decreases as it goes downward. Further, the lower end surface of the nozzle 18 is formed into a tapered surface 18b that becomes smaller in diameter as it goes downward.

レーザ加工ヘツドの下方、すなわちノズル18
の下方には、レーザ光Lの光軸Aに対して略直角
方向に延びる板状部材20が配設されている。板
状部材20の一端は、ワーク移動用の治具装置2
1のフレームに固定された駆動手段22に取付け
られている。駆動手段22は、旋回運動および上
下運動をするもので、必要に応じて板状部材20
を上下、旋回移動させることができる。レーザ加
工ヘツド1の下面と板状部材20の上面との間に
は、板状部材20の上昇させるための逃げスペー
スSが設けられている。
Below the laser processing head, i.e. nozzle 18
A plate member 20 extending substantially perpendicular to the optical axis A of the laser beam L is disposed below the laser beam L. One end of the plate member 20 is connected to a jig device 2 for moving the workpiece.
It is attached to a drive means 22 fixed to the frame of 1. The driving means 22 is for rotating and moving up and down, and the drive means 22 moves the plate member 20 as necessary.
can be moved up and down and rotated. An escape space S for raising the plate member 20 is provided between the lower surface of the laser processing head 1 and the upper surface of the plate member 20.

板状部材20には、レーザ光Lが通過しかつレ
ーザ光Lの断面径よりも僅かに径の大きなオリフ
イス23が形成されている。オリフイス23は、
テーパ穴であり、板状部材20の上面側の開口径
が下面側の開口径よりも小となつている。すなわ
ち、オリフイス23の上面側開口径は、レーザ光
Lの断面径ぎりぎりの大きさに形成されている。
板状部材20の上面には、オリフイス23と同一
軸上に位置するノズル24が設けられている。ノ
ズル24はドーナツ盤状に形成され、その内径は
オリフイス23よりも大であり、上面の形状は下
方にいくにつれて径が大となるテーパ面24aに
形成されている。すなわち、ノズル24の上面側
のテーパ面24aは、レーザ加工ヘツド側のノズ
ル18のテーパ面18bに対して対称となつてい
る。
The plate member 20 is formed with an orifice 23 through which the laser beam L passes and whose diameter is slightly larger than the cross-sectional diameter of the laser beam L. Orifice 23 is
It is a tapered hole, and the opening diameter on the upper surface side of the plate-shaped member 20 is smaller than the opening diameter on the lower surface side. That is, the opening diameter on the upper surface side of the orifice 23 is formed to be as large as the cross-sectional diameter of the laser beam L.
A nozzle 24 located on the same axis as the orifice 23 is provided on the upper surface of the plate member 20 . The nozzle 24 is formed in the shape of a donut disk, and its inner diameter is larger than the orifice 23, and its upper surface is formed into a tapered surface 24a whose diameter increases as it goes downward. That is, the tapered surface 24a on the upper surface side of the nozzle 24 is symmetrical with respect to the tapered surface 18b of the nozzle 18 on the laser processing head side.

板状部材20の下面のオリフイス23の直下に
は、レーザ光照射点B(溶接部)にシールドガス
を供給する第1のノズル25が設けられている。
第1のノズル25の軸心は、オリフイス23の軸
心(レーザ光Lの光軸A)と合致している。すな
わち、第1のノズル25はレーザ光Lと同心状に
配置されている。第1のノズル25の内側は、下
方にいくにつれて流路断面積が小となるように形
成されている。第1のノズル25の噴出口26の
直下には、レーザ溶接される被加工物40が位置
している。すなわち、集光レンズ3で集光された
レーザ光Lは、オリフイス23および第1のノズ
ル25を通過して、第1のノズル25の噴出口2
6の直下で一点に収束するようになつている。
A first nozzle 25 is provided directly below the orifice 23 on the lower surface of the plate member 20 to supply shielding gas to the laser beam irradiation point B (welding area).
The axis of the first nozzle 25 coincides with the axis of the orifice 23 (optical axis A of the laser beam L). That is, the first nozzle 25 is arranged concentrically with the laser beam L. The inside of the first nozzle 25 is formed such that the cross-sectional area of the flow path decreases as it goes downward. A workpiece 40 to be laser welded is located directly below the ejection port 26 of the first nozzle 25 . That is, the laser beam L focused by the condensing lens 3 passes through the orifice 23 and the first nozzle 25 and reaches the ejection port 2 of the first nozzle 25.
It converges to one point just below 6.

第1のノズル25の側面には、送気パイプ27
が取付けられており、送気パイプ27に供給され
たシールドガスGが噴出口26からレーザ光照射
点Bに向けて噴出するようになつている。また、
第1のノズル25の側面の送気パイプ27の上部
には、複数の通気口28が設けられている。
An air supply pipe 27 is provided on the side of the first nozzle 25.
is attached so that the shielding gas G supplied to the air supply pipe 27 is ejected from the ejection port 26 toward the laser beam irradiation point B. Also,
A plurality of vent holes 28 are provided at the upper part of the air supply pipe 27 on the side surface of the first nozzle 25 .

板状部材20の上面のオリフイス23近傍に
は、レーザ光Lを横切る高速気流P2を形成する
第2のノズル30が設けられている。第2のノズ
ル30は、板状部材20の上面に沿つて配置され
ており、かつ上述の駆動手段22側からドーナツ
盤状のノズル24に向かつて延びている。第2の
ノズル30は、オリフイス23側にいくにつれて
先細りになつており、先端の噴出口31から高速
気流P2がレーザ光Lの光軸Aに向けて噴出され
るようになつている。この第2のノズル30は、
ブロツク33を介して板状部材20に固定され、
ノズルの後端部には乾燥空気を圧送するホース3
3が接続されている。
A second nozzle 30 is provided near the orifice 23 on the upper surface of the plate member 20 to form a high-speed airflow P 2 that crosses the laser beam L. The second nozzle 30 is arranged along the upper surface of the plate-like member 20 and extends from the drive means 22 side toward the donut-shaped nozzle 24 . The second nozzle 30 tapers toward the orifice 23, and a high-speed airflow P2 is ejected from the ejection port 31 at the tip toward the optical axis A of the laser beam L. This second nozzle 30 is
It is fixed to the plate member 20 via the block 33,
At the rear end of the nozzle is a hose 3 that pumps dry air.
3 is connected.

つぎに、上記のレーザ加工装置における作用に
ついて説明する。
Next, the operation of the above laser processing apparatus will be explained.

レーザ光Lを照射して被加工物40の溶接を行
つた際には、まず、被加工物40が治具装置21
の図示されないクランプ手段によつてクランプさ
れる。つまり、被加工物40は、レーザ溶接時に
は溶接線に沿うように治具装置21によつて移動
され、レーザ加工ヘツドは定位置に静止される。
被加工物40が治具装置21によつてクランプさ
れると、駆動手段22が作動し、板状部材20が
レーザ加工ヘツド1側に旋回し下降する。すなわ
ち、板状部材20は休止位置からレーザ加工ヘツ
ド1側に旋回し、オリフイス23の中心とレーザ
加工ヘツド1の主室19を通過するレーザ光Lの
光軸Aとが一致される。
When welding the workpiece 40 by irradiating the laser beam L, first, the workpiece 40 is attached to the jig device 21.
It is clamped by a clamping means (not shown). That is, during laser welding, the workpiece 40 is moved by the jig device 21 along the welding line, and the laser processing head is kept stationary at a fixed position.
When the workpiece 40 is clamped by the jig device 21, the drive means 22 is activated, and the plate-shaped member 20 swings and descends toward the laser processing head 1 side. That is, the plate member 20 is rotated from the rest position toward the laser processing head 1, and the center of the orifice 23 and the optical axis A of the laser beam L passing through the main chamber 19 of the laser processing head 1 are aligned.

板状部材20が定位置まで移動すると、パイプ
13に乾燥空気P1が供給され、この乾燥空気P1
は副室9を介して複数の噴出口14から集光レン
ズ3の下方に向けて噴出される。これと同時に、
ホース33を介して第2のノズル30に高圧の乾
燥空気が圧送され、第2のノズル30の先端の噴
出口31からオリフイス23の中心に向けて高圧
の乾燥空気が噴射される。
When the plate member 20 moves to the fixed position, dry air P 1 is supplied to the pipe 13, and this dry air P 1
is ejected downward from the condenser lens 3 from the plurality of ejection ports 14 via the auxiliary chamber 9 . At the same time,
High-pressure dry air is force-fed to the second nozzle 30 through the hose 33, and the high-pressure dry air is jetted toward the center of the orifice 23 from the jet port 31 at the tip of the second nozzle 30.

第2のノズル30によつて形成された高速気流
P2は、レーザ光Lを横切り、そのまま水平方向
ち直進し遠方で飛散する。この場合、加工ヘツド
側のノズル18の下端面と、板状部材20の上面
側のノズル24の上面は、共にテーパ面となつて
いるので、レーザ光Lを横切る高速気流の収束効
果が高められ、第2のノズル30から噴出する高
速気流P2の直進性が向上される。したがつて、
レーザ溶接により発生するスパツタ等のノズル1
8からの侵入は、この高速気流P2によつて確実
に阻止され、集光レーザ3へのスパツタ等の付着
が防止される。
High-speed airflow created by the second nozzle 30
P 2 crosses the laser beam L, continues straight in the horizontal direction, and scatters in the distance. In this case, the lower end surface of the nozzle 18 on the processing head side and the upper surface of the nozzle 24 on the upper surface side of the plate-shaped member 20 are both tapered surfaces, so that the convergence effect of the high-speed airflow that crosses the laser beam L is enhanced. , the straightness of the high-speed airflow P 2 ejected from the second nozzle 30 is improved. Therefore,
Nozzle 1 for spatter etc. generated by laser welding
This high-speed airflow P 2 reliably prevents the intrusion from the laser beam 8 , and prevents spatter and the like from adhering to the condensing laser 3 .

また、オリフイス23の径がレーザ光Lの断面
径に対し僅かに大きく形成されているだけである
ので、これによるスパツタ等の加工ヘツド内への
侵入効果も向上する。
Further, since the diameter of the orifice 23 is formed to be only slightly larger than the cross-sectional diameter of the laser beam L, the effect of this intrusion of spatter etc. into the processing head is also improved.

第2のノズル30から高速気流P2が噴出され
ると同時に、送気パイプ27にはArガス等のシ
ールドガスが送気され、第1のノズル25の先端
の噴出口26から被加工物27の溶接部(レーザ
光照射点B)に向けてシールドガスGが噴出さ
れ、溶接時のガスシールドが行なわれる。この場
合、第2のノズル30からの高速気流P2によつ
て周囲が負圧となり、シールドガスGが高速気流
P2に巻き込まれるおそれがあるが、主室19の
上方から供給されるパージガスとしての乾燥空気
P1がノズル18先端から噴出するようになつて
いるので、ノズル18の先端近傍の圧力バランス
がとれ、高速気流P2の周囲が負圧になるのが防
止される。したがつて、シールドガスが第2のノ
ズル30からの高速気流P2によつて乱されるこ
とはほとんどなくなり、溶接時のガスシールドは
確実に行なわれる。
At the same time as the high-speed airflow P 2 is ejected from the second nozzle 30, shielding gas such as Ar gas is sent to the air supply pipe 27, and the workpiece 27 is ejected from the ejection port 26 at the tip of the first nozzle 25. A shielding gas G is ejected toward the welding part (laser beam irradiation point B) to perform gas shielding during welding. In this case, the high-speed airflow P 2 from the second nozzle 30 creates a negative pressure in the surroundings, and the shielding gas G flows through the high-speed airflow.
Dry air is supplied from above the main chamber 19 as a purge gas, although there is a risk of it getting caught up in P2.
Since P 1 is ejected from the tip of the nozzle 18, the pressure in the vicinity of the tip of the nozzle 18 is balanced, and negative pressure around the high-speed airflow P 2 is prevented. Therefore, the shielding gas is hardly disturbed by the high-speed airflow P2 from the second nozzle 30, and gas shielding during welding is reliably performed.

第2のノズル30からさらに高速の乾燥空気を
噴出させる必要がある場合は、送気パイプ27か
らのシールドガス量を増量し、このシールドガス
Gと通気口28から流入する大気とにより、オリ
フイス23の上方に生じる負圧の発生を防止させ
ることも可能である。
If it is necessary to blow out dry air at a higher speed from the second nozzle 30, the amount of shielding gas from the air supply pipe 27 is increased, and this shielding gas G and the atmosphere flowing in from the vent 28 are It is also possible to prevent the generation of negative pressure above.

本実施例では、板状部材20は駆動手段22に
よつて上下運動および旋回運動するようになつて
おり、これによつて、たとえば被加工物40の表
面形状が複雑で凹凸がある場合でも、第1のノズ
ル25を板状部材20の移動によつて一時的に逃
がすことができる。
In this embodiment, the plate member 20 is moved up and down and rotated by the driving means 22, so that even if the surface shape of the workpiece 40 is complex and uneven, for example, The first nozzle 25 can be temporarily released by moving the plate member 20.

また、板状部材20を旋回可能な構造にするこ
とで、板状部材20をレーザ加工ヘツド1の直下
から外方に逃がすことができ、オリフイス23お
よび第1のノズル25の清掃や点検が著しく容易
となる。
Furthermore, by making the plate-shaped member 20 rotatable, the plate-shaped member 20 can be released from directly under the laser processing head 1 to the outside, making cleaning and inspection of the orifice 23 and the first nozzle 25 much easier. It becomes easier.

〔考案の効果〕[Effect of idea]

本考案のレーザ加工装置によれば、つぎの効果
が得られる。
According to the laser processing apparatus of the present invention, the following effects can be obtained.

(1) レーザ加工ヘツド内の集光レンズの下方に、
乾燥空気を被加工物側に向けて噴出する噴出口
を設け、加工ヘツドの下方に設けられる板状部
材に、レーザ光を横切る高速気流を形成する第
2のノズルを設けるようにしたので、レーザ溶
接によつて生じる溶接ヒユームやスパツタ等の
レーザ加工ヘツド内への侵入が確実に阻止さ
れ、集光レンズ表面への異物等の付着を防止す
ることができる。
(1) Below the condensing lens in the laser processing head,
A jet nozzle is provided for blowing out dry air toward the workpiece, and a second nozzle for forming a high-speed airflow that crosses the laser beam is provided on a plate-shaped member provided below the processing head. It is possible to reliably prevent weld fumes, spatter, and the like generated by welding from entering the laser processing head, and to prevent foreign matter from adhering to the surface of the condenser lens.

また、レーザ光が通過する板状部材のオリフ
イスの径を、レーザ光の断面径より僅かに大き
くしているので、スパツタ等の侵入防止効果を
さらに向上させることができる。
Further, since the diameter of the orifice of the plate-shaped member through which the laser beam passes is made slightly larger than the cross-sectional diameter of the laser beam, the effect of preventing the intrusion of spatter and the like can be further improved.

(2) 第1のノズルはオリフイスを通過したレーザ
光に対して同心に配置されるので、シールドガ
スを全周方向から被溶接部材のレーザ光照射点
に向けて噴出させることが可能となり、溶接部
のシールド性を著しく高めることができる。
(2) Since the first nozzle is arranged concentrically with respect to the laser beam that has passed through the orifice, it is possible to eject the shielding gas from the entire circumference toward the laser beam irradiation point of the workpiece, and welding The shielding properties of the parts can be significantly improved.

その結果、レーザ溶接部がシールドガスによ
つて確実にシールドされ、ブローホール等の溶
接欠陥の発生を防止することができる。
As a result, the laser welded portion is reliably shielded by the shielding gas, and welding defects such as blowholes can be prevented from occurring.

(3) 第2のノズルが設けられる板状部材は、高速
気流がシールドガス供給する第1のノズル側に
流れるのを防止する遮蔽手段として作用するの
で、シールドガスが高速気流によつて乱される
ことはほとんどなくなる。
(3) The plate-shaped member provided with the second nozzle acts as a shielding means to prevent the high-speed airflow from flowing toward the first nozzle that supplies the shielding gas, so the shielding gas is not disturbed by the high-speed airflow. Almost nothing happens.

また、レーザ加工ヘツドの下面と第1のノズ
ルが設けられる板状部材の上面との間には、板
状部材を上方に逃がすための逃げスペースが設
けられているので、レーザ加工ヘツドから流出
した乾燥空気の大部分を外方に拡散させること
ができ、しかも乾燥空気は第2のノズルによる
高速気流によつて流れが遮断されるので、第1
のノズル内へのレーザ加工ヘツドからの乾燥空
気の侵入は阻止される。したがつて、シールド
ガスに乾燥空気が混入することはなくなり、溶
接の品質低下を防止することができる。
In addition, an escape space is provided between the lower surface of the laser processing head and the upper surface of the plate member where the first nozzle is provided, so that the plate member can escape upward. Most of the drying air can be diffused outward, and since the flow of the drying air is blocked by the high-speed airflow from the second nozzle,
Ingress of dry air from the laser processing head into the nozzle is prevented. Therefore, dry air is not mixed into the shielding gas, and deterioration in welding quality can be prevented.

(4) 板状部材に駆動手段を連結したので、板状部
材を上下運動させることができる。これによ
り、被加工物の表面に上方に突出する突起や段
差がある場合でも、第1のノズルを昇降させる
ことができ、第1のノズルを一時的に上方に逃
がした後、再び第1のノズルを所定の位置に位
置決めすることが可能となる。
(4) Since the driving means is connected to the plate-like member, the plate-like member can be moved up and down. This allows the first nozzle to be raised and lowered even if there are protrusions or steps that protrude upward on the surface of the workpiece, and after the first nozzle is temporarily released upward, the first nozzle It becomes possible to position the nozzle at a predetermined position.

したがつて、被加工物の表面形状が複雑な場
合でも、シールドガスを噴出する第1のノズル
を常に被溶接物に近接させて溶接作業を行うこ
とができ、良好なシールド効果を維持すること
ができる。
Therefore, even if the surface shape of the workpiece is complex, welding can be performed with the first nozzle that ejects the shielding gas always close to the workpiece, and a good shielding effect can be maintained. I can do it.

(5) 板状部材を駆動手段によつて旋回させること
ができるので、スパツタの付着しやすい第1の
ノズルをレーザ加工ヘツドの直下から外方に移
動させた状態で清掃することができ、第1のノ
ズルの清掃作業能率を著しく高めることができ
る。
(5) Since the plate-like member can be rotated by the drive means, the first nozzle, which tends to attract spatter, can be cleaned while being moved outward from directly under the laser processing head. The cleaning efficiency of the first nozzle can be significantly improved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

図は本考案のレーザ加工装置の要部断面図であ
る。 1……レーザ加工ヘツド(加工ヘツド本体)、
3……集光レンズ、20……板状部材、22……
駆動手段、23……オリフイス、25……第1の
ノズル、30……第2のノズル、40……被加工
物、A……レーザ光の光軸、B……レーザ光照射
点、L……レーザ光、P1……乾燥空気、P2……
高速気流、G……シールドガス、S……逃げスペ
ース。
The figure is a sectional view of a main part of the laser processing apparatus of the present invention. 1... Laser processing head (processing head body),
3... Condensing lens, 20... Plate member, 22...
Drive means, 23... Orifice, 25... First nozzle, 30... Second nozzle, 40... Workpiece, A... Optical axis of laser beam, B... Laser beam irradiation point, L... ...Laser light, P 1 ...Dry air, P 2 ...
High-speed airflow, G...shielding gas, S...escape space.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] レーザ加工ヘツドに設けられた集光レンズによ
り集光されるレーザ光を被加工物に照射すると共
に、該被加工物のレーザ光照射点にシールドガス
を供給してレーザ溶接を行なうレーザ加工装置に
おいて、前記レーザ加工ヘツド内の前記集光レン
ズの下方に、乾燥空気を前記被加工物側に向けて
噴出する噴出口を設け、前記レーザ加工ヘツドの
下方に、レーザ光の光軸に対して略直角方向に延
びる板状部材を配設し、該板状部材に、前記レー
ザ光が通過しかつレーザ光の断面径よりも僅かに
径の大きなオリフイスを形成し、該板状部材の下
面側に、前記オリフイスを通過したレーザ光と同
心に配置され被加工物のレーザ光照射点に向けて
シールドガスを噴出する第1のノズルを配置し、
前記板状部材の上面のオリフイス近傍に、レーザ
光を横切る高速気流を形成する第2のノズルを設
け、前記板状部材に、該板状部材を上下運動およ
び旋回運動させる駆動手段を連結し、前記レーザ
加工ヘツドの下面と板状部材の上面との間に、該
板状部材を上昇させるための逃げスペースを設け
たことを特徴とするレーザ加工装置。
In a laser processing device that performs laser welding by irradiating a workpiece with a laser beam focused by a condensing lens provided in a laser processing head and supplying a shielding gas to the laser beam irradiation point of the workpiece. , an ejection port for ejecting dry air toward the workpiece is provided below the condensing lens in the laser processing head; A plate-shaped member extending in a right angle direction is disposed, an orifice through which the laser beam passes and whose diameter is slightly larger than the cross-sectional diameter of the laser beam is formed in the plate-shaped member, and an orifice is formed on the lower surface side of the plate-shaped member. , disposing a first nozzle that is arranged concentrically with the laser beam passing through the orifice and spouting a shielding gas toward the laser beam irradiation point of the workpiece;
A second nozzle for forming a high-speed airflow that crosses the laser beam is provided near the orifice on the upper surface of the plate-like member, and a driving means for vertically and rotationally moving the plate-like member is connected to the plate-like member, A laser processing apparatus characterized in that an escape space for raising the plate-shaped member is provided between the lower surface of the laser processing head and the upper surface of the plate-shaped member.
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JPS61238486A (en) * 1985-04-16 1986-10-23 ロフイン‐ジナール・ラゼル・ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクテル・ハフツング Laser welder

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