JPH07115222B2 - レ−ザ加工方法及びレ−ザ加工装置 - Google Patents
レ−ザ加工方法及びレ−ザ加工装置Info
- Publication number
- JPH07115222B2 JPH07115222B2 JP62214862A JP21486287A JPH07115222B2 JP H07115222 B2 JPH07115222 B2 JP H07115222B2 JP 62214862 A JP62214862 A JP 62214862A JP 21486287 A JP21486287 A JP 21486287A JP H07115222 B2 JPH07115222 B2 JP H07115222B2
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- JP
- Japan
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- assist gas
- pressure
- nozzle
- piercing
- laser processing
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- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- 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
- B23K26/147—Features outside the nozzle for feeding the fluid stream towards the workpiece
-
- 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
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は被加工材のピアッシング開始時溶融したドロ
スが上方へ飛散するのを防止するレーザ加工方法及びレ
ーザ加工装置に関する。
スが上方へ飛散するのを防止するレーザ加工方法及びレ
ーザ加工装置に関する。
従来レーザビームを使用して金属板などの被加工材を切
断する場合、まず被加工材をピアッシング（下穴加工）
した後切断を開始するが、ピアッシング開始時被加工材
の表面にレーザビームを照射すると、被加工材表面の急
激な温度上昇により、溶けた金属がドロスとなって上方
へ飛散し、危険であった。
断する場合、まず被加工材をピアッシング（下穴加工）
した後切断を開始するが、ピアッシング開始時被加工材
の表面にレーザビームを照射すると、被加工材表面の急
激な温度上昇により、溶けた金属がドロスとなって上方
へ飛散し、危険であった。
また飛散したドロスがノズル内のレンズなどに付着する
と、レンズが破損する虞れがあるため、従来ではアンス
トガスにO2以外のガスを用いたり、低圧のアシストガス
を用いるか、もしくは被加工材の離れた位置からレーザ
ビームを照射し、アシストガスを噴射しながらノズルを
徐々に被加工材に近ずけることにより、ピアッシングの
開始時ドロスが上方へ飛散するのを防止していた。
と、レンズが破損する虞れがあるため、従来ではアンス
トガスにO2以外のガスを用いたり、低圧のアシストガス
を用いるか、もしくは被加工材の離れた位置からレーザ
ビームを照射し、アシストガスを噴射しながらノズルを
徐々に被加工材に近ずけることにより、ピアッシングの
開始時ドロスが上方へ飛散するのを防止していた。
しかしアシストガスにO2以外のガスを使用したり、低圧
のアシストガスを使用した従来の方法では、ピアッシン
グに時間がかかり過ぎて作業能率が悪い不具合があっ
た。
のアシストガスを使用した従来の方法では、ピアッシン
グに時間がかかり過ぎて作業能率が悪い不具合があっ
た。
またノズルを被加工材に徐々に近ずける方法では、下穴
が大きくなり過ぎて製品の品質が低下するなどの不具合
があった。
が大きくなり過ぎて製品の品質が低下するなどの不具合
があった。
この発明は上記不具合を改善する目的でなされたもの
で、ピアッシング開始時低い圧力のアシストガスをノズ
ルより被加工材より噴出してドロスの飛散を防止すると
共に、ピアッシングが進行するのに伴いアシストガス圧
を増加させてピアッシングが短時間で完了するようにし
たレーザ加工方法を提供するものである。
で、ピアッシング開始時低い圧力のアシストガスをノズ
ルより被加工材より噴出してドロスの飛散を防止すると
共に、ピアッシングが進行するのに伴いアシストガス圧
を増加させてピアッシングが短時間で完了するようにし
たレーザ加工方法を提供するものである。
また上記ノズルへアシストガスを供給するアシストガス
供給源とノズルの間に、アシストガス圧を調整する圧力
調整機構と、アシストガス圧を検出する圧力センサを設
け、また入力信号に応じてアシストガス圧をピアッシン
グの進行に伴い漸増するよう上記圧力調整機構を制御す
ると共に、上記圧力センサが検出したアシストガス圧と
上記入力信号により、入力信号に比例したアシストガス
圧がノズルへ供給されるよう上記圧力調整機構をフィー
ドバック制御する制御器を設けたレーザ加工装置を提供
して、被加工材のピアッシングが短時間で能率よく行え
るようにしたものである。
供給源とノズルの間に、アシストガス圧を調整する圧力
調整機構と、アシストガス圧を検出する圧力センサを設
け、また入力信号に応じてアシストガス圧をピアッシン
グの進行に伴い漸増するよう上記圧力調整機構を制御す
ると共に、上記圧力センサが検出したアシストガス圧と
上記入力信号により、入力信号に比例したアシストガス
圧がノズルへ供給されるよう上記圧力調整機構をフィー
ドバック制御する制御器を設けたレーザ加工装置を提供
して、被加工材のピアッシングが短時間で能率よく行え
るようにしたものである。
この発明の一実施例を図面を参照して詳述すると、図に
おいて１はレーザ加工装置に設けられたノズルで、内部
にレーザ発振器（図示せず）より発振されたレーザビー
ムを被加工材３上へ集光するレンズ２が設けられてお
り、レンズ２の下側に設けられたノズル下室1aには、ア
シストガスが供給されるようになっている。
おいて１はレーザ加工装置に設けられたノズルで、内部
にレーザ発振器（図示せず）より発振されたレーザビー
ムを被加工材３上へ集光するレンズ２が設けられてお
り、レンズ２の下側に設けられたノズル下室1aには、ア
シストガスが供給されるようになっている。
４は上記ノズル１へアシストガスを供給するアシストガ
ス供給源で、この供給源４より供給されるアシストガス
はバルブ５の開放とともに、フィルタ６及びレギュレー
タ７を介して圧力調整機構８へ流入されるようになって
いる。
ス供給源で、この供給源４より供給されるアシストガス
はバルブ５の開放とともに、フィルタ６及びレギュレー
タ７を介して圧力調整機構８へ流入されるようになって
いる。
上記圧力調整機構８は例えば電気−空圧変換器であっ
て、第２図に示すように本体8a内に２枚のダイヤフラム
8b,8cにより区割された圧力室81、背圧室82及び大気圧
室83が設けられている。
て、第２図に示すように本体8a内に２枚のダイヤフラム
8b,8cにより区割された圧力室81、背圧室82及び大気圧
室83が設けられている。
上記圧力室81及び背圧室82は、本体8aの下部に設けられ
た流入路8dに通路8eを介して接続されていて、流入路8d
に流入されたアシストガスの一部が圧力室81及び背圧室
82へ流入するようになっていると共に、背圧室82の上部
にはノズル8fが設けられていて、背圧室82のアシストガ
スがこのノズル8fより噴出されるようになっている。
た流入路8dに通路8eを介して接続されていて、流入路8d
に流入されたアシストガスの一部が圧力室81及び背圧室
82へ流入するようになっていると共に、背圧室82の上部
にはノズル8fが設けられていて、背圧室82のアシストガ
スがこのノズル8fより噴出されるようになっている。
またノズル8fの上方には圧電素子により形成されたフラ
ッパ8gが設けられていて、制御器９より送られる制御信
号ｂによりフラッパ8gが上下動されるようになってい
る。
ッパ8gが設けられていて、制御器９より送られる制御信
号ｂによりフラッパ8gが上下動されるようになってい
る。
一方本体8aの下部に設けられた流入路8dと流出路8hの間
には弁座8iが設けられていて、この弁座8iに下方より圧
縮ばね8jにより弁体8kが圧接されている。
には弁座8iが設けられていて、この弁座8iに下方より圧
縮ばね8jにより弁体8kが圧接されている。
上記弁体8kの弁杆8lには、前記ダイヤフラム8b,8cに取
付けられたガイド杆8mの下端が当接されていて、ダイヤ
フラム8b,8cの上下動により弁体8kが開閉されるように
なっていると共に、流出路8h側の圧力は圧力センサ10に
より検出されて、上記制御器９へ入力されるようになっ
ている。
付けられたガイド杆8mの下端が当接されていて、ダイヤ
フラム8b,8cの上下動により弁体8kが開閉されるように
なっていると共に、流出路8h側の圧力は圧力センサ10に
より検出されて、上記制御器９へ入力されるようになっ
ている。
また流出路8hより流出されるアシストガスは、アシスト
ガスの供給をオン、オフする電磁弁11を介してノズル１
の下室1aへ供給され、加工時ノズル１の先端より被加工
材３へ向けて噴出されると共に、ノズル１へ供給される
アシストガスの圧力は圧力スイッチ12により検出されて
いて、もしこの圧力が設定値以下の場合は、ノズル１が
過熱するのを防止するため、圧力スイッチ12からの信号
によりレーザビームを停止するようになっている。
ガスの供給をオン、オフする電磁弁11を介してノズル１
の下室1aへ供給され、加工時ノズル１の先端より被加工
材３へ向けて噴出されると共に、ノズル１へ供給される
アシストガスの圧力は圧力スイッチ12により検出されて
いて、もしこの圧力が設定値以下の場合は、ノズル１が
過熱するのを防止するため、圧力スイッチ12からの信号
によりレーザビームを停止するようになっている。
次に上記構成されたレーザ加工装置を用いて被加工材３
を切断する方法を説明すると、被加工材３を切断するに
当ってまず下穴加工を行うが、ノズル１より被加工材３
へレーザビームを照射すると同時に、制御器９へ小さな
信号ａを入力する。これによって制御器９よりフラッパ
8gへ出力される制御信号ｂによりフラッパ8g先端が上動
してノズル8fを大きく開放するため、背圧室82の圧力が
ノズル8fより流出して背圧室82内の圧力が低下し、ダイ
ヤフラム8b,8cが上昇して弁体8kが小さく開放されるた
め、ピアッシング開始時には第４図に示すように低い圧
力のピアッシングガスがノズル１より被加工材３へ向け
て噴出される。
を切断する方法を説明すると、被加工材３を切断するに
当ってまず下穴加工を行うが、ノズル１より被加工材３
へレーザビームを照射すると同時に、制御器９へ小さな
信号ａを入力する。これによって制御器９よりフラッパ
8gへ出力される制御信号ｂによりフラッパ8g先端が上動
してノズル8fを大きく開放するため、背圧室82の圧力が
ノズル8fより流出して背圧室82内の圧力が低下し、ダイ
ヤフラム8b,8cが上昇して弁体8kが小さく開放されるた
め、ピアッシング開始時には第４図に示すように低い圧
力のピアッシングガスがノズル１より被加工材３へ向け
て噴出される。
その後第５図（イ）、（ロ）、（ハ）のようにピアッシ
ングが進行するのに伴い制御器９へ入力される信号ａも
大きくなって、制御器９の出力信号ｂで制御されるフラ
ッパ8gの先端が下動され、ノズル8fより噴出するアシス
トガスが規制されるため、背圧室82の圧力が順次上昇し
てダイヤフラム8b,8cを押し下げ、これによって弁体8k
の開度が増してノズル１より被加工材３へ向けて噴出さ
れるアシストガスの流量も順次増大すると共に、弁体８
の開放により流出路8hに流出したアシストガスの圧力は
圧力センサ10により検出されて制御器９へフィードバッ
クされ、これによって入力信号ａに比例した圧力のアシ
ストガスが流出路8hへ流出するよう弁体8kの開度が常に
制御される。
ングが進行するのに伴い制御器９へ入力される信号ａも
大きくなって、制御器９の出力信号ｂで制御されるフラ
ッパ8gの先端が下動され、ノズル8fより噴出するアシス
トガスが規制されるため、背圧室82の圧力が順次上昇し
てダイヤフラム8b,8cを押し下げ、これによって弁体8k
の開度が増してノズル１より被加工材３へ向けて噴出さ
れるアシストガスの流量も順次増大すると共に、弁体８
の開放により流出路8hに流出したアシストガスの圧力は
圧力センサ10により検出されて制御器９へフィードバッ
クされ、これによって入力信号ａに比例した圧力のアシ
ストガスが流出路8hへ流出するよう弁体8kの開度が常に
制御される。
一方ピアッシングが進行して第５図（ト）に示すように
下穴が被加工材３を貫通すると同時にノズル１より噴出
されるアシストガス圧は切断時の圧力に達しており、こ
れによってピアッシング完了とともに被加工材３の切断
に移行することができるようになる。
下穴が被加工材３を貫通すると同時にノズル１より噴出
されるアシストガス圧は切断時の圧力に達しており、こ
れによってピアッシング完了とともに被加工材３の切断
に移行することができるようになる。
なお上記実施例ではアシストガスの流量制御を空圧−電
気変換器により行うようにしたが、入力信号に比例した
圧力を出力できる比例サーボ弁などを使用してもよい。
気変換器により行うようにしたが、入力信号に比例した
圧力を出力できる比例サーボ弁などを使用してもよい。
この発明は以上詳述したように、被加工材のピアッシン
グ開始時にはノズルより被加工材に向けて低い圧力のア
シストガスを噴出し、ピアッシングが進行するのに伴い
アシストガス圧を順次増大するようにしたことから、ピ
アッシング開始時急激な酸素溶融が防止できるため、溶
融したドロスが上方へ飛散する虞れがなく、これによっ
てドロスによりレンズが損傷されたり、作業者に危険が
及ぶなどの不具合を解消することができるようになる。
グ開始時にはノズルより被加工材に向けて低い圧力のア
シストガスを噴出し、ピアッシングが進行するのに伴い
アシストガス圧を順次増大するようにしたことから、ピ
アッシング開始時急激な酸素溶融が防止できるため、溶
融したドロスが上方へ飛散する虞れがなく、これによっ
てドロスによりレンズが損傷されたり、作業者に危険が
及ぶなどの不具合を解消することができるようになる。
またノズルとアシストガス供給源との間に設けた圧力調
整機構を、入力信号に応じてアシストガス圧をピアッシ
ングの進行に伴い漸増するよう制御器で制御すると共
に、アシストガス圧を圧力センサで検出して上記制御器
へフィードバックし、入力信号に比例したアシストガス
が常にノズルへ供給されるよう上記圧力調整機構をフィ
ードバック制御するようにしたことから、下孔が大きく
なり過ぎて製品の品質を低下させたり、不良品が発生す
るなどの不具合を解消することができる。
整機構を、入力信号に応じてアシストガス圧をピアッシ
ングの進行に伴い漸増するよう制御器で制御すると共
に、アシストガス圧を圧力センサで検出して上記制御器
へフィードバックし、入力信号に比例したアシストガス
が常にノズルへ供給されるよう上記圧力調整機構をフィ
ードバック制御するようにしたことから、下孔が大きく
なり過ぎて製品の品質を低下させたり、不良品が発生す
るなどの不具合を解消することができる。
図面はこの発明の一実施例を示し、第１図は全体的なブ
ロック図、第２図は圧力調整機構の断面図、第３図は制
御系のブロック図、第４図及び第５図（イ）ないし
（ト）は作用説明図である。 １はノズル、３は被加工材、４はアシストガス供給源、
８は圧力調整機構。
ロック図、第２図は圧力調整機構の断面図、第３図は制
御系のブロック図、第４図及び第５図（イ）ないし
（ト）は作用説明図である。 １はノズル、３は被加工材、４はアシストガス供給源、
８は圧力調整機構。
Claims (2)
- 【請求項１】ノズル１より被加工材３にアシストガスを
噴出しながらレーザビームにより被加工材３のピアッシ
ングと切断を連続して行うレーザ加工方法において、ピ
アッシング開始時には被加工材３へ向けて低圧のアシス
トガスを噴出すると共に、ピアッシングの進行に伴いア
シストガス圧を順次増大させてピアッシングを行うこと
を特徴とするレーザ加工方法。 - 【請求項２】ノズル１より被加工材３にアシストガスを
噴出しながらレーザビームにより被加工材３のピアッシ
ングと切断を連続して行うレーザ加工装置において、上
記ノズル１へアシストガスを供給するアシストガス供給
源４とノズル１の間に、アシストガス圧を調整する圧力
調整機構８と、アシストガス圧を検出する圧力センサ10
を設け、また入力信号ａに応じてアシストガス圧をピア
ッシングの進行に伴い漸増するよう上記圧力調整機構８
を制御すると共に、上記圧力センサ10が検出したアシス
トガス圧と上記入力信号ａにより、入力信号ａに比例し
たアシストガス圧がノズル１へ供給されるよう上記圧力
調整機構８をフィードバック制御する制御器９を設けた
ことを特徴とするレーザ加工装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62214862A JPH07115222B2 (ja) | 1987-08-28 | 1987-08-28 | レ−ザ加工方法及びレ−ザ加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62214862A JPH07115222B2 (ja) | 1987-08-28 | 1987-08-28 | レ−ザ加工方法及びレ−ザ加工装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6457994A JPS6457994A (en) | 1989-03-06 |
| JPH07115222B2 true JPH07115222B2 (ja) | 1995-12-13 |
Family
ID=16662789
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62214862A Expired - Lifetime JPH07115222B2 (ja) | 1987-08-28 | 1987-08-28 | レ−ザ加工方法及びレ−ザ加工装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07115222B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10138866B4 (de) * | 2001-08-08 | 2007-05-16 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren zum Bohren eines Lochs in ein Werkstück mittels Laserstrahls |
| US7754999B2 (en) * | 2003-05-13 | 2010-07-13 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Laser micromachining and methods of same |
| EP1695788B1 (de) | 2005-02-25 | 2011-04-06 | TRUMPF Werkzeugmaschinen GmbH + Co. KG | Verfahren zum Spülen von Leitungen und/oder Hohlräumen einer Laserbearbeitungsmaschine |
| JP4635839B2 (ja) * | 2005-11-15 | 2011-02-23 | トヨタ自動車株式会社 | 孔あけ加工方法および孔あけ加工装置 |
| FR2917313B1 (fr) * | 2007-06-12 | 2010-03-05 | Snecma | Procede et systeme de percage d'une piece metallique par laser |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60162589A (ja) * | 1984-01-11 | 1985-08-24 | Mitsubishi Electric Corp | レ−ザ切断加工装置 |
| JPS60203385A (ja) * | 1984-03-28 | 1985-10-14 | Mitsubishi Electric Corp | レ−ザ加工機 |
| JPS61150789A (ja) * | 1984-12-25 | 1986-07-09 | Komatsu Ltd | レ−ザ加工方法 |
| JPS61289991A (ja) * | 1985-06-14 | 1986-12-19 | Mitsubishi Electric Corp | レ−ザ加工機 |
-
1987
- 1987-08-28 JP JP62214862A patent/JPH07115222B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6457994A (en) | 1989-03-06 |
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