JPH06285662A - レーザ加工装置及びレーザ加工方法 - Google Patents
レーザ加工装置及びレーザ加工方法Info
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- JPH06285662A JPH06285662A JP5080399A JP8039993A JPH06285662A JP H06285662 A JPH06285662 A JP H06285662A JP 5080399 A JP5080399 A JP 5080399A JP 8039993 A JP8039993 A JP 8039993A JP H06285662 A JPH06285662 A JP H06285662A
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- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
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- B23K26/0665—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by beam condensation on the workpiece, e.g. for focusing
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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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- B23K26/1464—Supply to, or discharge from, nozzles of media, e.g. gas, powder, wire
- B23K26/147—Features outside the nozzle for feeding the fluid stream towards the workpiece
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- Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 レーザビームを用いてワークに対する斜めの
切断加工を行えるようにする。 【構成】 レーザビーム１は、集光レンズ１ａで集光さ
れてワーク５に対して斜め方向に照射される。また、ア
シストガス用ノズル３は、ワーク５に対して垂直に保持
されており、アシストガス導入口３ａから導入されたア
シストガス３ｂはアシストガス用ノズル３の先端から噴
射し、ワーク５の加工点５ａに対してその上方から吹き
つけられる。アシストガス３ｂを垂直に吹きつけること
によって、加工点５ａには十分なアシストガス圧力がか
かり、また斜め加工が進行して加工点５ａが移動し、溝
５ｂが形成されても、その溝５ｂに沿って常時最適なア
シストガス３ｂが供給される。その各加工点５ａでは、
斜めに照射されたレーザビーム１と垂直に吹きつけられ
たアシストガス３ｂによる熱的、化学的変化が起こって
金属が溶融し、またその溶融した金属はアシストガス３
ｂによって速やかに除去される。その結果、ワーク５に
対する斜め切断加工が円滑に進行する。
切断加工を行えるようにする。 【構成】 レーザビーム１は、集光レンズ１ａで集光さ
れてワーク５に対して斜め方向に照射される。また、ア
シストガス用ノズル３は、ワーク５に対して垂直に保持
されており、アシストガス導入口３ａから導入されたア
シストガス３ｂはアシストガス用ノズル３の先端から噴
射し、ワーク５の加工点５ａに対してその上方から吹き
つけられる。アシストガス３ｂを垂直に吹きつけること
によって、加工点５ａには十分なアシストガス圧力がか
かり、また斜め加工が進行して加工点５ａが移動し、溝
５ｂが形成されても、その溝５ｂに沿って常時最適なア
シストガス３ｂが供給される。その各加工点５ａでは、
斜めに照射されたレーザビーム１と垂直に吹きつけられ
たアシストガス３ｂによる熱的、化学的変化が起こって
金属が溶融し、またその溶融した金属はアシストガス３
ｂによって速やかに除去される。その結果、ワーク５に
対する斜め切断加工が円滑に進行する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はレーザビームを集光して
ワーク加工を行うレーザ加工装置及びレーザ加工方法に
関し、特にワークに対して斜めの切断加工を行うレーザ
加工装置及びそのレーザ加工方法に関する。
ワーク加工を行うレーザ加工装置及びレーザ加工方法に
関し、特にワークに対して斜めの切断加工を行うレーザ
加工装置及びそのレーザ加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】レーザ加工装置は、種々の材料の切断加
工に用いられているが、多くの場合はワーク表面に対し
て垂直方向にレーザビームを照射して切断する用途で用
いられている。この切断加工は、レーザビームと共にア
シストガスを加工点に吹きつけて行われるが、その際に
レーザビーム照射方向とアシストガス吹きつけ方向と
は、同一方向に一致させている。
工に用いられているが、多くの場合はワーク表面に対し
て垂直方向にレーザビームを照射して切断する用途で用
いられている。この切断加工は、レーザビームと共にア
シストガスを加工点に吹きつけて行われるが、その際に
レーザビーム照射方向とアシストガス吹きつけ方向と
は、同一方向に一致させている。
【０００３】ところで、２枚の鋼板を突き合わせて溶接
する場合、その２枚の鋼板のそれぞれの端にいわゆる開
先加工を施し、その開先加工で斜めに切断し面取りした
端同士を突き合わせて溶接するようにしている。この開
先加工をレーザビームを用いて行う場合は、鋼板表面に
対して斜め方向にレーザビームを照射して行う。
する場合、その２枚の鋼板のそれぞれの端にいわゆる開
先加工を施し、その開先加工で斜めに切断し面取りした
端同士を突き合わせて溶接するようにしている。この開
先加工をレーザビームを用いて行う場合は、鋼板表面に
対して斜め方向にレーザビームを照射して行う。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、鋼板に対し斜
めにレーザビームを照射して切断加工を行っても、レー
ザビームは、鋼板の表面を削り取るだけに終わり、鋼板
を斜めに切断するには至らない。特に、６ｍｍ以上の厚
さの鋼板を斜めに切断するのは極めて困難となる。
めにレーザビームを照射して切断加工を行っても、レー
ザビームは、鋼板の表面を削り取るだけに終わり、鋼板
を斜めに切断するには至らない。特に、６ｍｍ以上の厚
さの鋼板を斜めに切断するのは極めて困難となる。
【０００５】図３は上記従来の斜め切断の説明図であ
る。図において、加工ノズル１０１からは、集光レンズ
１０２で集光されたレーザビームが鋼板５に照射され、
また、アシストガス導入口１０３から導入されたアシス
トガスが鋼板５に吹きつけられる。このレーザビームの
照射方向とアシストガスの噴射方向とは、加工ノズル１
０１によって鋼板５に対して一致したものとなる。この
ようにレーザビームの照射方向とアシストガスの噴射方
向とが一致し、双方とも鋼板５に対して斜め方向に入射
する場合は、図に示すように、レーザビームは斜め方向
に深く入り込むことができず、鋼板５の表面を削り取る
だけで終わる。これは、レーザビームとアシストガスの
双方が鋼板５の表面で反射されてしまうためである。こ
のため、鋼板５に対してレーザビームを用いて開先加工
を行うことはできなかった。
る。図において、加工ノズル１０１からは、集光レンズ
１０２で集光されたレーザビームが鋼板５に照射され、
また、アシストガス導入口１０３から導入されたアシス
トガスが鋼板５に吹きつけられる。このレーザビームの
照射方向とアシストガスの噴射方向とは、加工ノズル１
０１によって鋼板５に対して一致したものとなる。この
ようにレーザビームの照射方向とアシストガスの噴射方
向とが一致し、双方とも鋼板５に対して斜め方向に入射
する場合は、図に示すように、レーザビームは斜め方向
に深く入り込むことができず、鋼板５の表面を削り取る
だけで終わる。これは、レーザビームとアシストガスの
双方が鋼板５の表面で反射されてしまうためである。こ
のため、鋼板５に対してレーザビームを用いて開先加工
を行うことはできなかった。
【０００６】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、ワークに対する斜め切断加工を円滑に行うこ
とができるレーザ加工装置及びレーザ加工方法を提供す
ることを目的とする。
のであり、ワークに対する斜め切断加工を円滑に行うこ
とができるレーザ加工装置及びレーザ加工方法を提供す
ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明では上記課題を解
決するために、レーザビームを集光してワーク加工を行
うレーザ加工装置において、ワークに対して斜めに前記
レーザビームを集光照射する集光光学系と、前記ワーク
の加工点において前記ワークに対して垂直にアシストガ
スを吹きつけるアシストガス用ノズルと、を有すること
を特徴とするレーザ加工装置が、提供される。
決するために、レーザビームを集光してワーク加工を行
うレーザ加工装置において、ワークに対して斜めに前記
レーザビームを集光照射する集光光学系と、前記ワーク
の加工点において前記ワークに対して垂直にアシストガ
スを吹きつけるアシストガス用ノズルと、を有すること
を特徴とするレーザ加工装置が、提供される。
【０００８】
【作用】レーザビームをワークに対して斜めに照射し、
その加工点において、アシストガスをワークに対して垂
直に吹きつける。このように、アシストガスを垂直に吹
きつけることによって、加工点には十分なアシストガス
圧力がかかり、斜め加工が進行してもその加工点に常時
最適なアシストガスが供給される。したがって、その加
工点では、レーザビームとアシストガスによる熱的、化
学的変化が起こって金属が溶融し、またその溶融した金
属はアシストガスによって速やかに除去される。その結
果、ワークに対する斜め切断加工が円滑に進行する。
その加工点において、アシストガスをワークに対して垂
直に吹きつける。このように、アシストガスを垂直に吹
きつけることによって、加工点には十分なアシストガス
圧力がかかり、斜め加工が進行してもその加工点に常時
最適なアシストガスが供給される。したがって、その加
工点では、レーザビームとアシストガスによる熱的、化
学的変化が起こって金属が溶融し、またその溶融した金
属はアシストガスによって速やかに除去される。その結
果、ワークに対する斜め切断加工が円滑に進行する。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図１は本発明に係る加工ヘッド部の構成を原理
的に示す図である。図において、レーザビーム１は、集
光レンズ１ａで集光されてワーク５に対して斜め方向に
照射される。また、アシストガス用ノズル３は、ワーク
５に対して垂直に保持されており、アシストガス導入口
３ａから導入されたアシストガス３ｂはアシストガス用
ノズル３の先端から噴射し、ワーク５の加工点５ａに対
してその上方から吹きつけられる。
明する。図１は本発明に係る加工ヘッド部の構成を原理
的に示す図である。図において、レーザビーム１は、集
光レンズ１ａで集光されてワーク５に対して斜め方向に
照射される。また、アシストガス用ノズル３は、ワーク
５に対して垂直に保持されており、アシストガス導入口
３ａから導入されたアシストガス３ｂはアシストガス用
ノズル３の先端から噴射し、ワーク５の加工点５ａに対
してその上方から吹きつけられる。
【００１０】このように、アシストガス３ｂを垂直に吹
きつけることによって、加工点５ａには十分なアシスト
ガス圧力がかかり、また斜め加工が進行して加工点５ａ
が移動し、溝５ｂが形成されても、その溝５ｂに沿って
常時最適なアシストガス３ｂが供給される。その各加工
点５ａでは、斜めに照射されたレーザビーム１と垂直に
吹きつけられたアシストガス３ｂによる熱的、化学的変
化が起こって金属が溶融し、またその溶融した金属はア
シストガス３ｂによって速やかに除去される。その結
果、ワーク５に対する斜め切断加工が円滑に進行する。
きつけることによって、加工点５ａには十分なアシスト
ガス圧力がかかり、また斜め加工が進行して加工点５ａ
が移動し、溝５ｂが形成されても、その溝５ｂに沿って
常時最適なアシストガス３ｂが供給される。その各加工
点５ａでは、斜めに照射されたレーザビーム１と垂直に
吹きつけられたアシストガス３ｂによる熱的、化学的変
化が起こって金属が溶融し、またその溶融した金属はア
シストガス３ｂによって速やかに除去される。その結
果、ワーク５に対する斜め切断加工が円滑に進行する。
【００１１】図２は本発明に係る加工ヘッド部の具体的
な構成例を示す図である。図において、本発明に係る加
工ヘッド部１００は、レーザビーム照射部１０とアシス
トガス噴射部３０とから構成される。
な構成例を示す図である。図において、本発明に係る加
工ヘッド部１００は、レーザビーム照射部１０とアシス
トガス噴射部３０とから構成される。
【００１２】レーザビーム照射部１０は、レーザビーム
１をワーク５に対して斜めに照射するために設けられた
ものであり、３つの導光路１３、１４及び１６から成
る。導光路１３には、ベアリング１５を介して導光路１
４が接続されている。導光路１４は９０°の角度で曲げ
られてそのコーナの内周面下端側に反射鏡２１が設けら
れ、また、外周面下端側に詳細は後述するアシストガス
噴射部３０が設けられている。導光路１４には、２本の
角度調整用ネジ１８及び１９を介して導光路１６が接続
されている。この導光路１６の内周面側壁には反射鏡２
２が設けられ、また先端側には集光レンズ１２が設けら
れている。
１をワーク５に対して斜めに照射するために設けられた
ものであり、３つの導光路１３、１４及び１６から成
る。導光路１３には、ベアリング１５を介して導光路１
４が接続されている。導光路１４は９０°の角度で曲げ
られてそのコーナの内周面下端側に反射鏡２１が設けら
れ、また、外周面下端側に詳細は後述するアシストガス
噴射部３０が設けられている。導光路１４には、２本の
角度調整用ネジ１８及び１９を介して導光路１６が接続
されている。この導光路１６の内周面側壁には反射鏡２
２が設けられ、また先端側には集光レンズ１２が設けら
れている。
【００１３】レーザビーム１は、ここでは図示されてい
ないレーザ発振器から出射され、導光路１３を経由して
導光路１４の反射鏡２１で９０°近く方向が変えられ、
さらに導光路１６の反射鏡２２で方向が、図に示すよう
に、ほぼ逆方向下向きに変えられて集光レンズ１２に入
射する。集光レンズ１２で集光されたレーザビーム１
は、ワーク５の加工点５ａに斜め方向から照射される。
ないレーザ発振器から出射され、導光路１３を経由して
導光路１４の反射鏡２１で９０°近く方向が変えられ、
さらに導光路１６の反射鏡２２で方向が、図に示すよう
に、ほぼ逆方向下向きに変えられて集光レンズ１２に入
射する。集光レンズ１２で集光されたレーザビーム１
は、ワーク５の加工点５ａに斜め方向から照射される。
【００１４】このレーザビーム１の照射方向及び照射角
度の調整は、次のようにして行われる。すなわち、レー
ザビーム１の照射方向を決める場合は、導光路１３の外
壁に設けたサーボモータ２０を回転させて行う。サーボ
モータ２０を回転させると、導光路１４は、ベアリング
１５によって導光路１３とは独立に回転し、その導光路
１４の回転に応じて導光路１６も回転してレーザビーム
１の照射方向を調整することができる。レーザビーム１
の照射角度を決める場合は、導光路１４と導光路１６の
間に設けた角度調整用ネジ１８及び１９を調整すること
により行う。角度調整用ネジ１８及び１９を調整する
と、導光路１６は一定幅内でその角度を可変にでき、そ
の導光路１６の角度によってレーザビーム１の照射角度
が決まる。さらに、レーザビーム１のワーク５上での集
光点位置調整は、集光レンズ１２の両サイドに設けた集
光点調整用ネジ１６ａによって行うことができる。
度の調整は、次のようにして行われる。すなわち、レー
ザビーム１の照射方向を決める場合は、導光路１３の外
壁に設けたサーボモータ２０を回転させて行う。サーボ
モータ２０を回転させると、導光路１４は、ベアリング
１５によって導光路１３とは独立に回転し、その導光路
１４の回転に応じて導光路１６も回転してレーザビーム
１の照射方向を調整することができる。レーザビーム１
の照射角度を決める場合は、導光路１４と導光路１６の
間に設けた角度調整用ネジ１８及び１９を調整すること
により行う。角度調整用ネジ１８及び１９を調整する
と、導光路１６は一定幅内でその角度を可変にでき、そ
の導光路１６の角度によってレーザビーム１の照射角度
が決まる。さらに、レーザビーム１のワーク５上での集
光点位置調整は、集光レンズ１２の両サイドに設けた集
光点調整用ネジ１６ａによって行うことができる。
【００１５】上述したアシストガス噴射部３０におい
て、そのガス用ノズル３１は、導光路１４の外周面下端
側に上下方向調整用ネジ３３を介して設けられる。ガス
用ノズル３１の中心軸は導光路１３でのレーザビーム１
の光軸中心と一致するようになっており、その結果上記
のレーザビーム照射部１０はガス用ノズル３１の軸心を
中心として回転するように構成されている。したがっ
て、レーザビーム１の照射方向は、ガス用ノズル３１の
回りで任意の角度に調整することができる。
て、そのガス用ノズル３１は、導光路１４の外周面下端
側に上下方向調整用ネジ３３を介して設けられる。ガス
用ノズル３１の中心軸は導光路１３でのレーザビーム１
の光軸中心と一致するようになっており、その結果上記
のレーザビーム照射部１０はガス用ノズル３１の軸心を
中心として回転するように構成されている。したがっ
て、レーザビーム１の照射方向は、ガス用ノズル３１の
回りで任意の角度に調整することができる。
【００１６】アシストガス３ｂは、ここでは図示されて
いないガスボンベから供給され、ガス導入口３ａからガ
ス用ノズル３１に入り、そのガス用ノズル３１の先端か
らワーク５に対して垂直に吹きつけられる。
いないガスボンベから供給され、ガス導入口３ａからガ
ス用ノズル３１に入り、そのガス用ノズル３１の先端か
らワーク５に対して垂直に吹きつけられる。
【００１７】ガス用ノズル３１のワーク５に対する上下
位置の調整は、上下調整用ネジ３３を用いて行うことが
できる。また、ワーク５に対する水平方向の位置調整
は、ガス用ノズル３１の側壁に設けた水平方向調整用ネ
ジ３４によって行うことができる。
位置の調整は、上下調整用ネジ３３を用いて行うことが
できる。また、ワーク５に対する水平方向の位置調整
は、ガス用ノズル３１の側壁に設けた水平方向調整用ネ
ジ３４によって行うことができる。
【００１８】なお、上記のレーザビーム１の照射方向及
び照射位置、並びにガス用ノズル３１の位置の各調整
は、オペレータが手動で行ってもよいし、また数値制御
装置に接続してプログラムに従って自動的に行うように
してもよい。
び照射位置、並びにガス用ノズル３１の位置の各調整
は、オペレータが手動で行ってもよいし、また数値制御
装置に接続してプログラムに従って自動的に行うように
してもよい。
【００１９】このように、レーザビーム１の照射方向及
び照射位置、並びにガス用ノズル３１の位置をそれぞれ
独立に調整する調整機構を設けたので、ワーク５の様々
な角度での切断加工や開先加工が可能となる。また、開
先加工の場合、その面取り角度の種類はそれ程多くはな
いので、その数種類の角度毎に導光路１６を用意して必
要に応じて交換するようにしてもよい。
び照射位置、並びにガス用ノズル３１の位置をそれぞれ
独立に調整する調整機構を設けたので、ワーク５の様々
な角度での切断加工や開先加工が可能となる。また、開
先加工の場合、その面取り角度の種類はそれ程多くはな
いので、その数種類の角度毎に導光路１６を用意して必
要に応じて交換するようにしてもよい。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように本発明では、レーザ
ビームをワークに対して斜めに照射し、アシストガスを
ワークに対して垂直に吹きつけるように構成したので、
加工点には十分なアシストガス圧力がかかり、レーザビ
ームとアシストガスによる熱的、化学的変化が起こって
金属が溶融し、溶融した金属はアシストガスによって速
やかに除去され、ワークに対する斜め切断加工が円滑に
進行する。
ビームをワークに対して斜めに照射し、アシストガスを
ワークに対して垂直に吹きつけるように構成したので、
加工点には十分なアシストガス圧力がかかり、レーザビ
ームとアシストガスによる熱的、化学的変化が起こって
金属が溶融し、溶融した金属はアシストガスによって速
やかに除去され、ワークに対する斜め切断加工が円滑に
進行する。
【００２１】したがって、レーザビームによる板厚の厚
い鉱板の開先加工等の斜め切断加工が可能になり、機械
加工による後加工も不要となる。
い鉱板の開先加工等の斜め切断加工が可能になり、機械
加工による後加工も不要となる。
【図１】本発明に係る加工ヘッド部の構成を原理的に示
す図である。
す図である。
【図２】本発明に係る加工ヘッド部の具体的な構成例を
示す図である。
示す図である。
【図３】従来の斜め切断の説明図である。
１ レーザビーム １ａ，１２ 集光レンズ ３ アシストガス用ノズル ３ａ アシストガス導入口 ３ｂ アシストガス ５ ワーク（鋼板） ５ａ 加工点 ５ｂ 溝 １０ レーザビーム照射部 １５ ベアリング １６ａ 集光点調整用ネジ １８，１９ 角度調整用ネジ ２０ サーボモータ ３０ アシストガス噴射部 ３３ 上下方向調整用ネジ ３４ 水平方向調整用ネジ １００ 加工ヘッド部
Claims (3)
- 【請求項１】 レーザビームを集光してワーク加工を行
うレーザ加工装置において、 ワークに対して斜めに前記レーザビームを集光照射する
集光光学系と、 前記ワークの加工点において前記ワークに対して垂直に
アシストガスを吹きつけるアシストガス用ノズルと、 を有することを特徴とするレーザ加工装置。 - 【請求項２】 前記集光光学系は前記アシストガス用ノ
ズルの軸心を中心として回転可能に設けられることを特
徴とする請求項１記載のレーザ加工装置。 - 【請求項３】 レーザビームを集光してワーク加工を行
う際のレーザ加工方法において、 ワークに対して前記レーザビームを斜めに照射すると共
に前記ワークの加工点にアシストガスを垂直方向に吹き
つけてレーザ加工を行うことを特徴とするレーザ加工方
法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5080399A JPH06285662A (ja) | 1993-04-07 | 1993-04-07 | レーザ加工装置及びレーザ加工方法 |
| PCT/JP1994/000516 WO1994023887A1 (en) | 1993-04-07 | 1994-03-29 | Laser machining apparatus and laser machining method |
| US08/335,823 US5582749A (en) | 1993-04-07 | 1994-03-29 | Laser beam machine and laser beam machining method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5080399A JPH06285662A (ja) | 1993-04-07 | 1993-04-07 | レーザ加工装置及びレーザ加工方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06285662A true JPH06285662A (ja) | 1994-10-11 |
Family
ID=13717216
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5080399A Pending JPH06285662A (ja) | 1993-04-07 | 1993-04-07 | レーザ加工装置及びレーザ加工方法 |
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