JPH0719673Y2 - Laser processing torch - Google Patents
Laser processing torchInfo
- Publication number
- JPH0719673Y2 JPH0719673Y2 JP1990069457U JP6945790U JPH0719673Y2 JP H0719673 Y2 JPH0719673 Y2 JP H0719673Y2 JP 1990069457 U JP1990069457 U JP 1990069457U JP 6945790 U JP6945790 U JP 6945790U JP H0719673 Y2 JPH0719673 Y2 JP H0719673Y2
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- nozzle
- housing
- gas
- gas supply
- partition window
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Description
【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案はレーザビームを焦光して切断，溶接，表面改質
等のレーザ加工を行うためのレーザ加工用トーチに関す
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial field of application) The present invention relates to a laser processing torch for performing laser processing such as cutting, welding and surface modification by focusing a laser beam.
（従来の技術） 集光用光学系として放物面鏡等の凹面鏡を使用した反射
形のレーザ加工用トーチがあり、ビーム導入口から導入
されたレーザビームを凹面鏡で反射させ、集光させなが
らノズル内を通過させてノズル先端口側より加工物に照
射し、加工処理を行う方式とされていた。(Prior Art) There is a reflective laser processing torch that uses a concave mirror such as a parabolic mirror as a focusing optical system. While reflecting the laser beam introduced from the beam introduction port with the concave mirror, It is a method of passing through the inside of the nozzle and irradiating the work piece from the nozzle tip end side to perform the processing.
またレーザ加工用トーチとして加工品質の向上を図るた
め、アシストガス（切断時）やシールドガス（溶接時や
表面改質時）等の加工補助ガス（例えば,He,Ar,N2，O2
等）を加工処理部分に吹付ける方式のものがあり、例え
ば、特開昭50−45752号公報（第１従来例）や特開昭63
−93494号公報（第２従来例）に開示の如くである。In addition, in order to improve the processing quality as a laser processing torch, processing gas such as assist gas (when cutting) or shield gas (when welding or surface modification) (eg He, Ar, N 2 , O 2
Etc.) is sprayed onto the processed portion. For example, JP-A-50-45752 (first conventional example) and JP-A-63
It is as disclosed in Japanese Patent Publication No. 93494 (second conventional example).
そして、第１従来例や第２従来例に開示のトーチによれ
ば、加工補助ガスがノズル内を通ってノズル先端口側か
ら噴出させる方式とされており、この補助ガスの噴出作
用によって、加工処理時に発生する金属蒸気，ヒュー
ム，スパッタ等（以下、金属蒸気等という）のノズル先
端口側からの侵入を防止できる利点があった。Then, according to the torch disclosed in the first conventional example and the second conventional example, the processing auxiliary gas passes through the inside of the nozzle and is jetted from the nozzle tip opening side. There is an advantage that metal vapor, fumes, spatter, etc. (hereinafter referred to as metal vapor) generated during processing can be prevented from entering from the nozzle tip opening side.
また、レーザ加工時において、レーザビームは凹面鏡等
で反射されるが、わずかにこれら光学部品に吸収されて
光学部品が発熱し、光学部品表面等に熱歪みや損傷が発
生するおそれがある。特に、レーザビームが高出力（1K
w以上）の場合には顕著となる。そこで第１従来例に開
示のトーチにあっては、レーザビームが導入されるビー
ム導入口にトーチ内外を仕切る仕切窓が設けられた密閉
形構造とされ、トーチ内を補助ガスで充満させた状態で
ノズル先端口側から補助ガスを噴出させ、凹面鏡等の反
射鏡表面を補助ガスにさらすことによってこれら光学部
品表面の冷却を図っていた。Further, during laser processing, the laser beam is reflected by a concave mirror or the like, but is slightly absorbed by these optical components and the optical components generate heat, which may cause thermal distortion or damage to the optical component surfaces or the like. Especially, the laser beam has a high output (1K
w or more) becomes remarkable. Therefore, the torch disclosed in the first conventional example has a closed structure in which a partition window for partitioning the inside and outside of the torch is provided at the beam introduction port where the laser beam is introduced, and the torch is filled with auxiliary gas. In order to cool the surfaces of these optical components, the auxiliary gas is ejected from the nozzle tip end side and the reflecting mirror surface such as a concave mirror is exposed to the auxiliary gas.
（考案が解決しようとする課題） しかしながら、上記第１従来例や第２従来例において、
凹面鏡や平面鏡等の光学部品表面にほこり等が付着した
場合、これらほこり等の付着物がレーザビームによって
光学部品表面で焼付けを起こし、光学部品の損傷を招く
おそれがあった。(Problems to be Solved by the Invention) However, in the first conventional example and the second conventional example,
When dust or the like adheres to the surface of an optical component such as a concave mirror or a plane mirror, the dust or the like may cause the laser beam to burn on the surface of the optical component, resulting in damage to the optical component.
そこで、本考案は上記問題点に鑑み、加工補助ガスを利
用して光学部品表面に対するほこり等の付着物の除去及
び付着防止を図ると共に光学部品表面の効率のよい冷却
効果が発揮できるレーザ加工用トーチを提供することを
目的とする。Therefore, in view of the above problems, the present invention is intended for laser processing, which uses a processing auxiliary gas to remove and prevent adhered matter such as dust from adhering to the surface of an optical component and to exert an efficient cooling effect on the surface of the optical component. Intended to provide a torch.
（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するための本考案の第１の技術的手段
は、ハウジングに備えられたビーム導入口に、ハウジン
グ内外を仕切るレーザビーム透過性の仕切窓が設けら
れ、ビーム導入口から導入されたレーザビームをハウジ
ング内に設けられた集光用凹面鏡で反射させ、集光され
ながらノズル内を通過させてノズル先端口側より照射さ
せると共に、ノズル先端口側より加工補助ガスを噴出さ
せるレーザ加工用トーチにおいて、 前記加工補助ガスのガス供給吹出部が仕切窓と凹面鏡間
に位置されると共に、ノズルと反対側のハウジング内壁
部より仕切窓内面に指向して設けられ、ハウジング内空
間部とノズル内空間部により、ガス供給吹出部から吹出
された加工補助ガスをハウジング内からノズル内を通っ
てノズル先端口側に案内するガス案内流路が形成されて
なる点にある。(Means for Solving the Problem) A first technical means of the present invention for achieving the above object is to provide a laser beam transmitting partition window for partitioning the inside and outside of the housing at a beam introduction port provided in the housing. The laser beam introduced from the beam introduction port is reflected by the converging concave mirror provided in the housing, passes through the nozzle while being condensed, and is irradiated from the nozzle tip opening side, and from the nozzle tip opening side. In a laser processing torch for ejecting a processing auxiliary gas, the gas supply blowout portion of the processing auxiliary gas is located between the partition window and the concave mirror, and is provided so as to face the inner surface of the partition window from the inner wall portion of the housing opposite to the nozzle. The inner space of the housing and the inner space of the nozzle allow the processing auxiliary gas blown from the gas supply outlet to pass from the inside of the housing to the inside of the nozzle. Lies in that the gas guiding passage for guiding the end opening side is formed.
また、上記目的を達成するための本考案の第２の技術的
手段は、ハウジング内に備えられたビーム導入口に、ハ
ウジング内外を仕切るレーザビーム透過性の仕切窓が設
けられ、ビーム導入口から導入されたレーザビームをハ
ウジング内に設けられた集光用凹面鏡で反射させ、集光
させながらノズル内を通過させてノズル先端口側より照
射させると共に、ガス案内路を通ってガス供給吹出部よ
りハウジング内に吹出された加工補助ガスをノズル先端
口側より噴射させるレーザ加工用トーチにおいて、前記
ガス案内路が途中で分岐されることによって複数のガス
供給吹出部が仕切窓と凹面鏡間に位置されると共に、前
記ガス供給吹出部の一部がノズルと反対側のハウジング
内壁部より仕切窓内面に指向して設けられ、かつ前記ガ
ス供給吹出部の他の一部がノズルと反対側のハウジング
内壁部より凹面鏡反射面に指向して設けられ、ハウジン
グ内空間部とノズル内空間部により、ガス供給吹出部か
ら吹出された加工補助ガスをハウジング内からノズル内
を通ってノズル先端口側に案内するガス案内流路が形成
されてなる点にある。A second technical means of the present invention for achieving the above object is to provide a laser beam transmitting partition window for partitioning the inside and outside of the housing at the beam introduction port provided in the housing. The introduced laser beam is reflected by a concave mirror for condensing inside the housing, passes through the nozzle while condensing and is irradiated from the nozzle tip mouth side, and also passes through the gas guide path from the gas supply blowout part. In a laser processing torch that injects the processing auxiliary gas blown into the housing from the nozzle tip side, a plurality of gas supply blowout portions are positioned between the partition window and the concave mirror by branching the gas guide path midway. In addition, a part of the gas supply blow-out portion is provided so as to be directed toward the inner surface of the partition window from the inner wall portion of the housing on the side opposite to the nozzle, and the other part of the gas supply blow-out portion is provided. A part is provided facing the concave mirror reflection surface from the housing inner wall on the side opposite to the nozzle, and the processing auxiliary gas blown from the gas supply blower is blown from the housing to the nozzle by the inner space of the housing and the inner space of the nozzle. It is a point that a gas guide flow path is formed through which the gas guide flow path is guided to the nozzle tip end side.
（作用） 本考案の第１のレーザ加工用トーチによれば、トーチは
所謂、密閉形構造とされており、ハウジング内壁部に設
けられたガス供給吹出部から吹出された加工補助ガス
は、仕切窓内面に吹付けられる。この吹付け作用によっ
て仕切窓内面に付着するほこり等の付着物は吹飛ばさ
れ、またその後の仕切窓内面に対するほこり等の付着も
防止される。さらにこの吹付け作用による加工補助ガス
の流れによって仕切窓内面が強制的に冷却され、効率よ
く冷却できる。(Operation) According to the first laser processing torch of the present invention, the torch has a so-called closed structure, and the processing auxiliary gas blown out from the gas supply blowout portion provided on the inner wall of the housing is partitioned. Sprayed on the inner surface of the window. Due to this spraying action, the adhered matter such as dust that adheres to the inner surface of the partition window is blown off, and the subsequent adherence of dust and the like to the inner surface of the partition window is also prevented. Further, the inner surface of the partition window is forcibly cooled by the flow of the processing auxiliary gas due to the spraying action, and the cooling can be efficiently performed.
またガス供給吹出部はノズルと対向する反対側に位置し
て設けられているので、ガス供給吹出部から吹出された
加工補助ガスは仕切窓内面に吹付けられた後、反対側の
対向するノズル内に円滑に案内され、ここにガス案内流
路に沿って円滑に流れ、ノズル先端口側から噴出され
て、本来の加工補助ガスとしての機能を発揮する。そし
てこの噴出作用によって、加工処理時に発生する金属蒸
気等のノズル先端口側からの侵入が防止されると共に、
ノズル先端口側から金属蒸気等がなおかつ侵入した場合
であっても、加工補助ガスがハウジング内で吹出され、
ハウジング内からノズル内を通ってノズル先端口側に向
って案内される方式であるため、加工補助ガスの流れに
よって金属蒸気等のハウジング内側への侵入が防止され
る。Further, since the gas supply blowout portion is provided on the opposite side facing the nozzle, the processing auxiliary gas blown out from the gas supply blowout portion is blown to the inner surface of the partition window, and then the opposite nozzle on the opposite side. The gas is smoothly guided inside, smoothly flows along the gas guide flow path, and is ejected from the nozzle tip end side to exhibit the original function as a processing auxiliary gas. This jetting action prevents metal vapor generated during processing from entering from the nozzle tip opening side, and
Even if metal vapor or the like still enters from the nozzle tip mouth side, the processing auxiliary gas is blown out in the housing,
Since the method is guided from the inside of the housing through the inside of the nozzle toward the nozzle tip end side, the flow of processing auxiliary gas prevents metal vapor and the like from entering the inside of the housing.
また第２のレーザ加工用トーチによれば、上記第１のレ
ーザ加工用トーチと同様の作用が得られると共に、ガス
案内路が途中で分岐されることによってガス供給吹出口
は凹面鏡反射面にも指向して設けられるので、加工補助
ガスはさらに凹面鏡反射面にも吹き付けられる。したが
って、凹面鏡反射面に対する付着物の除去および付着が
防止されると共に、凹面鏡反射面が効率よく冷却され
る。Further, according to the second laser processing torch, the same action as that of the first laser processing torch can be obtained, and since the gas guide path is branched in the middle, the gas supply outlet also serves as a concave mirror reflecting surface. Since it is provided so as to be oriented, the processing auxiliary gas is further sprayed onto the concave mirror reflecting surface. Therefore, the removal and attachment of the deposit on the concave mirror reflecting surface is prevented, and the concave mirror reflecting surface is cooled efficiently.
（実施例） 以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明すると、第
11図はレーザ溶接用ロボットRBの外観斜視図を示し、１
はベースであり、その上部には、中空の旋回柱２が上下
方向の軸心回りに旋回自在に支持されている。Embodiment An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
Figure 11 shows an external perspective view of the laser welding robot RB.
Is a base, and a hollow revolving column 2 is supported on the upper part of the base so as to be revolvable around a vertical axis.
旋回柱２には中空の昇降体３が支持されており、昇降体
３は旋回柱２の旋回軸心Ｚ上を上下動自在とされてい
る。A hollow elevating body 3 is supported on the swivel column 2, and the elevating body 3 is vertically movable on a swivel axis Z of the swivel column 2.
昇降体３には中空の水平腕４が支持されており、水平腕
４は旋回軸心Ｚと直交する水平軸心Ｙ上を位相自在とさ
れている。A hollow horizontal arm 4 is supported by the lifting / lowering body 3, and the horizontal arm 4 can be freely phased on a horizontal axis Y that is orthogonal to the turning axis Z.
水平腕４一端には水平軸心Ｙ回りに回動自在に、中空の
第１ハウジング５が支持され、この第１ハウジング５に
は水平軸心Ｙと直交する軸心Ｖ回りに回動自在に、中空
の第２ハウジング６が支持されている。また第２ハウジ
ング６には回動軸心Ｖと直交する軸心Ｗ方向のノズル７
が取付けられており、第２ハウジング６及びノズル７に
よってレーザ加工用トーチ８が構成されている。A hollow first housing 5 is supported at one end of the horizontal arm 4 so as to be rotatable about a horizontal axis Y, and the first housing 5 is rotatable about an axis V orthogonal to the horizontal axis Y. A hollow second housing 6 is supported. Further, the second housing 6 has a nozzle 7 in a direction of an axis W orthogonal to the axis V of rotation.
Is attached, and the torch 8 for laser processing is constituted by the second housing 6 and the nozzle 7.
９はCO2レーザ発振装置であり、これより出力されたレ
ーザビームは屈折部10により下向きに反射され、その反
射光は旋回軸心Ｚに一致されている。Reference numeral 9 denotes a CO 2 laser oscillator, and the laser beam output from the CO 2 laser oscillator is reflected downward by the refracting portion 10, and the reflected light is aligned with the turning axis Z.
第12図はレーザ溶接用ロボットRBにおける光学系模式図
を示し、レーザ発振装置９から射出されたレーザビーム
LBは屈折部10内に設けられたミラー12で旋回軸心Ｚに沿
って反射され、その後、昇降体３内に設けられたミラー
13で水平軸心Ｙに沿って反射され、さらに第１ハウジン
グ５内に設けられたミラー14で軸心Ｖに沿って反射され
た後、第２ハウジング６内に設けられた集光用凹面鏡と
しての放物面鏡15によって集光されながら軸心Ｗに沿っ
て反射され、加工物に照射される。FIG. 12 shows a schematic diagram of the optical system of the laser welding robot RB, in which the laser beam emitted from the laser oscillator 9 is emitted.
LB is reflected along the turning axis Z by the mirror 12 provided in the refraction unit 10, and then the mirror provided in the lifting body 3.
After being reflected along the horizontal axis Y at 13 and further along the axis V by the mirror 14 provided in the first housing 5, the concave mirror for condensing is provided inside the second housing 6. While being collected by the parabolic mirror 15, the light is reflected along the axis W to irradiate the workpiece.
第１図は前記トーチ８の拡大断面図を示し、第２ハウジ
ング６は、軸心Ｖ方向一側にビーム導入口17を有し、他
側にミラー装着口18を有したハウジング本体19と、ミラ
ー装着口18を閉塞状としてハウジング本体19に装着され
るミラーホルダー20とを備えてなる。21はＯリングであ
る。また、ミラーホルダー20の内面側には放物面鏡15が
位置決めピン22で位置決めされた状態でボルト23締結さ
れており、ミラーホルダー20は第６図及び第９図に示さ
れる如く、３個所で調整機構24によりハウジング本体19
側に調整可能に固定されている。各調整機構24はミラー
ホルダー20に螺挿された押しボルト25と、該押しボルト
25内を挿通状としてハウジング本体19に螺合された締結
ボルト26と、ロックナット27とからなり、ロックナット
27を暖め、押しボルト25及び締結ボルト26を進退調整し
て放物面鏡15の軸合せを行った後、ロックナット27及び
締結ボルト26を締結すればよい。FIG. 1 shows an enlarged cross-sectional view of the torch 8. The second housing 6 has a housing body 19 having a beam introduction port 17 on one side in the axial center V direction and a mirror mounting port 18 on the other side. A mirror holder (20) is attached to the housing body (19) with the mirror attachment opening (18) closed. 21 is an O-ring. Further, the parabolic mirror 15 is fastened to the inner surface of the mirror holder 20 with bolts 23 while being positioned by the positioning pins 22, and the mirror holder 20 is provided at three positions as shown in FIGS. 6 and 9. With the adjustment mechanism 24 the housing body 19
It is fixed to the side so that it can be adjusted. Each adjustment mechanism 24 includes a push bolt 25 screwed into the mirror holder 20 and the push bolt.
The lock nut 27 is composed of a fastening bolt 26 and a lock nut 27 that are screwed into the housing main body 19 with the inside of the lock nut 25 inserted.
The lock nut 27 and the fastening bolt 26 may be fastened after warming 27 and adjusting the push bolt 25 and the fastening bolt 26 forward and backward to align the parabolic mirror 15.
また、ハウジング本体19のビーム導入口17側には第１図
に示される如く、第２ハウジング６内外を気体的に仕切
る光学部品としての仕切窓29が設けられており、該仕切
窓29は使用レーザビームに対して透過率の高い材質、例
えばZnSeやKCl等より形成されている。そして仕切窓29
は第２図にも示される如く、円筒状窓ホルダー30と、窓
ホルダー30の内周雌ネジ部30aに螺合される雄ネジ部31a
を有する円筒状窓ホルダー押え31とによって両凹部30b,
31b内に挟持状に収納保持され、この保持状態で窓ホル
ダー30の外周雄ネジ部30cをビーム導入口17の雌ネジ部1
7aに螺合させることによって着脱自在に装着されてい
る。Further, as shown in FIG. 1, a partition window 29 as an optical component for pneumatically partitioning the inside and outside of the second housing 6 is provided on the beam introduction port 17 side of the housing body 19, and the partition window 29 is used. It is made of a material having a high transmittance for the laser beam, such as ZnSe or KCl. And the partition window 29
As shown in FIG. 2, the cylindrical window holder 30 and the male screw portion 31a screwed into the inner peripheral female screw portion 30a of the window holder 30.
With the cylindrical window holder retainer 31 having both concave portions 30b,
It is stored and held in a sandwiched manner in 31b, and in this holding state, the outer peripheral male screw portion 30c of the window holder 30 is inserted into the female screw portion 1 of the beam introduction port 17.
It is detachably attached by screwing it to 7a.
放物面鏡15の反射側に対応するハウジング本体19の軸心
Ｗ方向一側にはノズル装着口33が設けられており、該ノ
ズル装着口33を閉塞状としてノズル７がボルト等により
着脱自在に装着されている。A nozzle mounting port 33 is provided on one side in the axial center W direction of the housing body 19 corresponding to the reflecting side of the parabolic mirror 15, and the nozzle 7 is removable by a bolt or the like with the nozzle mounting port 33 being closed. Is attached to.
ノズル７は軸心Ｗ方向に略同径の円筒ノズル部34と、円
筒ノズル部34先端側に螺合装着された軸心Ｗ方向に対し
て漸次径小となる円錐ノズル部35とを備えてなる。また
円錐ノズル部35のノズル先端口36の口径を絞るべく、円
錐ノズル部35先端部にはチップ37が螺合装着されてい
る。そして、ここにトーチ８はノズル先端口36側のみを
開口する所謂、密閉形構造として構成されている。The nozzle 7 is provided with a cylindrical nozzle portion 34 having substantially the same diameter in the axial center W direction, and a conical nozzle portion 35 threadably mounted on the tip end side of the cylindrical nozzle portion 34 and having a gradually smaller diameter in the axial center W direction. Become. Further, in order to reduce the diameter of the nozzle tip end port 36 of the conical nozzle portion 35, a tip 37 is screwed on the tip portion of the conical nozzle portion 35. The torch 8 has a so-called closed structure in which only the nozzle tip 36 side is opened.
ハウジング本体19のノズル装着口33と対向する側には、
ガス案内路39が形成されており、ガス案内部39は途中で
窓側案内路39aとミラー側案内部39bとに分岐され、窓側
案内路39aは仕切窓29内面に指向して開口され、窓側ガ
ス供給吹出部40を構成している。またミラー側案内路39
bは放物面鏡15の反射面に指向して開口され、ミラー側
ガス供給吹出部41を構成している。そして、両ガス供給
吹出部40,41は仕切窓29と放物面鏡15に位置されると共
に、ノズル７と反射側のハウジング本体19内壁部に位置
され、また両ガス供給吹出部40,41は仕切窓29及び放物
面鏡15のノズル７と反対側半部側に指向されている。On the side of the housing body 19 facing the nozzle mounting opening 33,
A gas guide path 39 is formed, and the gas guide section 39 is branched into a window side guide path 39a and a mirror side guide section 39b on the way, and the window side guide path 39a is opened toward the inner surface of the partition window 29, and the window side gas is formed. The supply outlet 40 is configured. Mirror side guideway 39
The b is opened so as to face the reflecting surface of the parabolic mirror 15, and constitutes a mirror-side gas supply / blowing section 41. The two gas supply blowout portions 40, 41 are positioned on the partition window 29 and the parabolic mirror 15, and on the nozzle 7 and the inner wall portion of the housing body 19 on the reflection side. Is directed toward the partition window 29 and the half side of the parabolic mirror 15 opposite to the nozzle 7.
なお、窓側案内路39aは第３図及び第４図に示される如
く、放射状に３通路形成されている。またミラー側案内
路39bの開口端側は第１図及び第３図に示される如く、
放物面鏡15と略対応する円弧状の溝部39cが形成され、
該溝部39cの開口側を閉塞状に円弧状の蓋体42がボルト
締結等により装着されており、蓋体42には多数のガス吹
出孔43が形成されている。The window-side guide passage 39a is radially formed with three passages as shown in FIGS. 3 and 4. Further, the opening end side of the mirror side guide path 39b is, as shown in FIGS. 1 and 3,
An arc-shaped groove portion 39c substantially corresponding to the parabolic mirror 15 is formed,
A circular arc-shaped lid 42 is attached to the opening side of the groove portion 39c by bolt fastening or the like, and a large number of gas blow holes 43 are formed in the lid 42.
44はシールドガスやアシストガス等の加工補助ガスを供
給するガス供給管で、ガス案内路39の接続部に接続され
ている。Reference numeral 44 denotes a gas supply pipe for supplying a processing auxiliary gas such as a shield gas or an assist gas, which is connected to a connecting portion of the gas guide passage 39.
また第３図〜第５図に示される如く、ハウジング本体19
のガス案内路39両側方には、冷媒供給路45,冷媒案内路4
6が夫々形成されており、冷媒供給路45及び冷媒案内路4
6の各一端は第１図，第４図及び第５図に示される如
く、仕切窓29外周側を囲繞する円弧状に形成された窓側
冷却路47に夫々連通されている。前記ミラーホルダー20
にも第１図及び第６図に示される如く、円弧状のミラー
側冷却路48が形成され、円筒ノズル部34にも第１図，第
７図及び第８図に示される如く、ノズル側冷却路49が形
成されている。ノズル側冷却路49は第７図に示される如
く、基部側に形成された半円弧状の１対の供給側案内路
49a及び戻り側案内路49bと、先端側に形成された周方向
環状の合流案内路49cと、供給側案内路49a及び戻り側案
内路49bと合流案内路49cとを互いに連通させる軸心Ｗ方
向に形成された周方向複数の連通路49d,49eとから構成
されている。As shown in FIGS. 3 to 5, the housing body 19
On both sides of the gas guide passage 39, there are a refrigerant supply passage 45 and a refrigerant guide passage 4
6 are formed respectively, and the refrigerant supply path 45 and the refrigerant guide path 4 are formed.
As shown in FIGS. 1, 4, and 5, each end of 6 is communicated with a window-side cooling passage 47 formed in an arc shape surrounding the outer peripheral side of the partition window 29. The mirror holder 20
Also, as shown in FIGS. 1 and 6, an arcuate mirror side cooling passage 48 is formed, and the cylindrical nozzle portion 34 also has a nozzle side as shown in FIGS. 1, 7, and 8. A cooling path 49 is formed. The nozzle side cooling passage 49 is, as shown in FIG. 7, a pair of semicircular arc-shaped supply side guide passages formed on the base side.
49a and a return side guide path 49b, a circumferential annular confluent guide path 49c formed on the tip side, a supply side guide path 49a, a return side guide path 49b and a converging guide path 49c to communicate with each other in the axial W direction. It is composed of a plurality of communication passages 49d, 49e formed in the circumferential direction.
そして、冷媒供給路45の他端接続部に水や油等の液体や
ガス等の気体よりなる冷媒を供給する冷媒供給管50が接
続され、冷媒案内路46の他端接続部とミラー側冷却路48
一端接続部とが第１連結管51で接続され、ミラー側冷却
路48他端接続部とノズル側冷却路49一端接続部とが第２
連結管52で接続され、ノズル側冷却路49他端接続部に排
出管53が接続されている。なお、各連結管51,52等はリ
ジッド管やフレキシブル管等で構成すればよい。A coolant supply pipe 50 for supplying a coolant composed of a gas such as a liquid such as water or oil or a gas is connected to the other end connection portion of the coolant supply path 45, and the other end connection portion of the coolant guide path 46 and the mirror side cooling. Road 48
The one end connecting portion is connected by the first connecting pipe 51, and the mirror side cooling passage 48 other end connecting portion and the nozzle side cooling passage 49 one end connecting portion are second.
The discharge pipe 53 is connected to the connection pipe 52 and the other end connection portion of the nozzle side cooling passage 49. The connecting pipes 51, 52 and the like may be configured by rigid pipes, flexible pipes or the like.
54はトーチ８が接続されるビームガイドである。Reference numeral 54 is a beam guide to which the torch 8 is connected.
本考案の実施例は以上のように構成されており、レーザ
発振装置９から射出されたレーザビームLBは各ミラー1
2,13,14で反射された後、トーチ８のビーム導入口17か
ら仕切窓29を透過してハウジング本体19内に導入され、
放物面鏡15で反射され、放物面鏡15の集光作用によって
集光されながらノズル７内を通過し、ノズル先端口36,
チップ37内を経て加工物に照射され、所定の加工処理が
施される。The embodiment of the present invention is configured as described above, and the laser beam LB emitted from the laser oscillator 9 is applied to each mirror 1
After being reflected by 2,13,14, it is introduced from the beam introduction port 17 of the torch 8 through the partition window 29 into the housing main body 19,
The light is reflected by the parabolic mirror 15 and passes through the nozzle 7 while being condensed by the condensing action of the parabolic mirror 15, and the nozzle tip port 36,
The workpiece is irradiated through the inside of the chip 37 and subjected to a predetermined processing treatment.
一方、ガス供給管44側から供給された加工補助ガスは、
ガス案内路39内を通って窓側案内路39a及びミラー側案
内路38bの各ガス供給吹出部40,41から仕切窓39内面及び
放物面鏡15反射面に向けて吹出され、その後、ノズル装
着口33側からノズル７内に流入し、ノズル７内を通過し
てノズル先端口36及びチップ37内を経て加工処理部分に
噴出される。ここに、ハウジング６内空間部からノズル
７内空間をとおってノズル先端口36側に至るガス案内流
路55が形成される。On the other hand, the processing auxiliary gas supplied from the gas supply pipe 44 side is
It is blown out through the gas guide passage 39 from the gas supply blowout portions 40, 41 of the window side guide passage 39a and the mirror side guide passage 38b toward the inner surface of the partition window 39 and the reflecting surface of the parabolic mirror 15, and then the nozzle is mounted. It flows into the nozzle 7 from the port 33 side, passes through the nozzle 7, passes through the nozzle tip port 36 and the tip 37, and is ejected to the processing portion. A gas guide passage 55 is formed here from the inner space of the housing 6 through the inner space of the nozzle 7 to the nozzle tip port 36 side.
そして、仕切窓29内面及び放物面鏡15反射面に対して吹
付けられる加工補助ガスの吹付け作用によって、仕切窓
29内面及び放物面鏡15反射面に付着するほこり等の付着
物を吹飛ばし除去でき、またその後の仕切窓29内面及び
放物面鏡15反射面に対するほこり等の付着も有効に防止
できる。さらにこの吹付け作用による加工補助ガスの流
れによってレーザビームLBの吸収により発熱した仕切窓
29内面及び放物面鏡15反射面が強制的に冷却でき、第１
従来例の如く、単に加工補助ガスにさらすだけでなく、
効率のよい冷却機能が発揮できる。従って、仕切窓29や
放物面鏡15の損傷が防止でき、耐久性が向上できる。Then, by the blowing action of the processing auxiliary gas blown against the inner surface of the partition window 29 and the reflecting surface of the parabolic mirror 15, the partition window is
It is possible to blow away and remove the adhering matter such as dust that adheres to the inner surface of the 29 and the reflecting surface of the parabolic mirror 15, and to effectively prevent the adhering of dust and the like to the inner surface of the partition window 29 and the reflecting surface of the parabolic mirror 15 after that. Furthermore, the partition window heated by absorption of the laser beam LB by the flow of processing auxiliary gas due to this blowing action
29 Inner surface and parabolic mirror 15 Reflective surface can be forcibly cooled,
As in the conventional example, not only exposing to processing auxiliary gas,
Efficient cooling function can be demonstrated. Therefore, the partition window 29 and the parabolic mirror 15 can be prevented from being damaged, and the durability can be improved.
また、ガス案内流路55に沿って加工補助ガスが案内され
る際、各ガス供給吸出部40,41がノズル７と対向する反
対側に位置したハウジング本体19内壁部に設けられてい
るため、各ガス供給吹出部40,41から吹出された加工補
助ガスは仕切窓29内面及び放物面鏡15反射面に吹付けら
れた後、反対側の対向するノズル７側に案内される方式
であり、加工補助ガスの流れをあまり乱すことなく、ノ
ズル７内に円滑に案内され、ここにガス案内流路に沿っ
て円滑な加工補助ガスの流れが得られる。そして、チッ
プ37側からの加工補助ガスの噴出作用によって、加工処
理時に発生する金属蒸気等の侵入が防止できると共に、
なおかつチップ37開口から金属蒸気等が侵入した場合で
あっても、ハウジング６内で吹出された加工補助ガスが
ハウジング６内からノズル７内を通ってノズル先端口36
側に向って案内される方式であり、侵入した金属蒸気等
は加工補助ガスの円滑な流れに巻込まれてノズル先端口
36側に吐出され、ここに金属蒸気等のハウジング６内側
への侵入が防止できる。Further, when the processing auxiliary gas is guided along the gas guide flow path 55, since the respective gas supply / suction portions 40, 41 are provided on the inner wall portion of the housing body 19 located on the opposite side facing the nozzle 7, The processing auxiliary gas blown out from each of the gas supply blowing parts 40 and 41 is blown to the inner surface of the partition window 29 and the reflecting surface of the parabolic mirror 15 and then guided to the opposite nozzle 7 side. The flow of the processing auxiliary gas is smoothly guided into the nozzle 7 without disturbing the flow of the processing auxiliary gas so that a smooth flow of the processing auxiliary gas can be obtained along the gas guide passage. And, by the ejection action of the processing auxiliary gas from the tip 37 side, it is possible to prevent the invasion of metal vapor and the like generated during the processing,
Further, even when metal vapor or the like enters from the opening of the tip 37, the processing auxiliary gas blown out in the housing 6 passes from the inside of the housing 6 into the nozzle 7 and the nozzle tip opening 36.
Guided toward the side, the invading metal vapor, etc. is entrained in the smooth flow of processing auxiliary gas
It is discharged to the 36 side, and it is possible to prevent metal vapor or the like from entering the inside of the housing 6 there.
さらに冷媒供給管50側から供給された冷媒は第10図にも
示される如く、冷媒供給路45を通って窓側冷却路47に案
内され、その後冷媒案内路46及び第１連結管51を通って
ミラー側冷却路48に案内され、次に第２連結管52を通っ
てノズル側冷却路49に案内され、ノズル側冷却路49の供
給側案内路49a,供給側連通路49d,合流案内路49c,戻り側
連通路49e,戻り側案内路49bを順次経て排出管53から排
出される。この冷媒の移動によって仕切窓29,放物面鏡1
5及びノズル７が冷却される。この際、冷媒は比較的低
温の仕切窓29側のハウジング本体19側から順次高温とな
るミラーホルダー20,ノズル７側へと順次案内されて冷
却する方式であり、効率のよい冷却作用が発揮できる。Further, as shown in FIG. 10, the refrigerant supplied from the refrigerant supply pipe 50 side is guided to the window side cooling passage 47 through the refrigerant supply passage 45, and then passes through the refrigerant guide passage 46 and the first connecting pipe 51. It is guided to the mirror side cooling passage 48, then to the nozzle side cooling passage 49 through the second connecting pipe 52, and the supply side guiding passage 49a, the supply side communicating passage 49d, and the merging guiding passage 49c of the nozzle side cooling passage 49. Then, it is discharged from the discharge pipe 53 through the return-side communication passage 49e and the return-side guide passage 49b in this order. Due to the movement of this refrigerant, the partition window 29, the parabolic mirror 1
5 and nozzle 7 are cooled. At this time, the refrigerant is sequentially guided from the housing body 19 side of the partition window 29 side of a relatively low temperature to the mirror holder 20 and the nozzle 7 side of which the temperature is high, and the refrigerant is efficiently cooled. .
なお、第１図仮想線で示される如く、ミラー側案内路39
bの溝部39cをより大きくしてガスだまり部39dを構成し
てもよい。このガスだまり部39dによって各ガス吹出孔4
3からの加工補助ガスの吹出しの均等化が図れる。また
蓋体42の各ガス吹出孔43形成に際し、ミラー側案内路39
bに近づく程孔径を小さく形成したり、遠ざかる程孔ピ
ッチを細かくしたりすることによって加工補助ガスの吹
出しむらを防止してもよい。As shown by the phantom line in FIG. 1, the mirror side guide path 39
The groove 39c of b may be made larger to form the gas reservoir 39d. Each gas outlet 4 is formed by this gas reservoir 39d.
The blowing out of the processing auxiliary gas from 3 can be equalized. Further, when forming each gas blowout hole 43 of the lid 42, the guide path 39 on the mirror side is formed.
It is also possible to prevent the non-uniformity of the processing auxiliary gas from being blown out by forming the hole diameter smaller as it gets closer to b or by making the hole pitch finer as it gets farther.
さらに、仕切窓29の内面側にのみ指向する窓側案内路39
aを設けたものを開示しているが、仕切窓29の内外両面
に夫々指向する窓側案内路39aを設ける構成としてもよ
い。この際、仕切窓29は内外両面から冷却され、仕切窓
29の冷却効果が向上する。Further, the window side guide path 39 that is directed only to the inner surface side of the partition window 29.
Although the configuration in which a is provided is disclosed, it is also possible to provide window side guide paths 39a that are directed to the inner and outer surfaces of the partition window 29, respectively. At this time, the partition window 29 is cooled from both inside and outside,
29 improves the cooling effect.
（考案の効果） 以上のように、本考案の第１もしくは第２のレーザ加工
用トーチによれば、加工補助ガスのガス供給吹出部が、
仕切窓内面もしくは凹面鏡反射面に指向して設けられて
いるため、仕切窓内面もしくは凹面鏡反射面に対して吹
付けられる加工補助ガスの吹付け作用によって、各表面
に付着するほこり等の付着物を吹飛ばし除去できると共
に、ほこり等の付着も防止できる。またこの吹付け作用
によって各表面から強制的に冷却でき、効率のよい冷却
機能が発揮できる。さらにガス供給吹出部が仕切窓と凹
面鏡間に位置されると共に、ノズルと反対側のハウジン
グ内壁部に位置して設けられているため、ハウジング内
空間部からノズル内空間部へとガス案内流路に沿って加
工補助ガスが円滑に流れ、金属蒸気等の侵入も有効に防
止できる。(Effects of the Invention) As described above, according to the first or second laser processing torch of the present invention, the gas supply blowout portion of the processing auxiliary gas is
Since it is provided so as to face the inner surface of the partition window or the reflective surface of the concave mirror, dust and other deposits that adhere to each surface can be removed by the blowing action of the processing auxiliary gas sprayed on the inner surface of the partition window or the reflective surface of the concave mirror. It can be blown off and removed, and dust can be prevented from adhering. Further, this spraying action allows forcible cooling from each surface, and an efficient cooling function can be exhibited. Further, since the gas supply blow-out part is located between the partition window and the concave mirror and is located on the inner wall part of the housing on the side opposite to the nozzle, the gas guide flow path from the inner space part of the housing to the inner space part of the nozzle. The processing auxiliary gas smoothly flows along the surface, and the invasion of metal vapor can be effectively prevented.
図面は本考案の実施例を示し、第１図は断面側面図、第
２図は仕切窓取付部の分解図、第３図はハウジング本体
の第１図III−III線断面矢視図、第４図はハウジング本
体の第１図IV−IV線断面矢視図、第５図は第４図Ｖ−Ｖ
線断面矢視図、第６図は第１図VI−VI線断面矢視図、第
７図は第１図VII−VII線断面矢視図、第８図は第１図VI
II−VIII線断面矢視図、第９図は第６図IX−IX線断面拡
大矢視図、第10図は冷媒の流れを示す説明斜視図、第11
図はレーザ加工用ロボットの全体外観図、第12図はレー
ザ加工用ロボットの光学系説明図である。 ６…第２ハウジング、７…ノズル、８…トーチ、15…放
物面鏡、17…ビーム導入口、19…ハウジング本体、29…
仕切窓、36…ノズル先端口、40…窓側ガス供給吹出部、
41…ミラー側ガス供給吹出部、55…ガス案内流路FIG. 1 shows an embodiment of the present invention, FIG. 1 is a sectional side view, FIG. 2 is an exploded view of a partition window mounting portion, and FIG. 3 is a sectional view taken along the line III-III of FIG. Fig. 4 is a sectional view of the housing body taken along the line IV-IV in Fig. 1, and Fig. 5 is Fig. 4 V-V.
6 is a sectional view taken along the line VI-VI in FIG. 1, FIG. 7 is a sectional view taken along the line VII-VII in FIG. 1, and FIG. 8 is shown in FIG.
II-VIII sectional view taken along the line, FIG. 9 is an enlarged sectional view taken along the line IX-IX of FIG. 6, and FIG. 10 is an explanatory perspective view showing the flow of the refrigerant.
FIG. 12 is an overall external view of the laser processing robot, and FIG. 12 is an optical system explanatory diagram of the laser processing robot. 6 ... 2nd housing, 7 ... Nozzle, 8 ... Torch, 15 ... Parabolic mirror, 17 ... Beam introduction port, 19 ... Housing body, 29 ...
Partition window, 36 ... Nozzle tip port, 40 ... Window side gas supply / blowing section,
41 ... Mirror side gas supply outlet, 55 ... gas guide passage
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 植野 雅史 兵庫県宝塚市新明和町１番１号 新明和工 業株式会社産業機械事業部内 (56)参考文献 実開 平２−48292（ＪＰ，Ｕ) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Masafumi Ueno 1-1, Shinmeiwa-cho, Takarazuka-shi, Hyogo Shinmeiwa Industry Co., Ltd. Industrial Machinery Division (56) Reference )
Claims (2)
ハウジング内外を仕切るレーザビーム透過性の仕切窓が
設けられ、ビーム導入口から導入されたレーザビームを
ハウジング内に設けられた集光用凹面鏡で反射させ、集
光させながらノズル内を通過させてノズル先端口側より
照射させると共に、ノズル先端口側より加工補助ガスを
噴出させるレーザ加工用トーチにおいて、 前記加工補助ガスのガス供給吹出部が仕切窓と凹面鏡間
に位置されると共に、ノズルと反対側のハウジング内壁
部より仕切窓内面に指向して設けられ、ハウジング内空
間部とノズル内空間部により、ガス供給吹出部から吹出
された加工補助ガスをハウジング内からノズル内を通っ
てノズル先端口側に案内するガス案内流路が形成されて
なることを特徴とするレーザ加工用トーチ。1. A beam introducing port provided in a housing,
A laser beam transparent partition window is provided to partition the inside and outside of the housing, and the laser beam introduced from the beam introduction port is reflected by the converging concave mirror provided in the housing and passed through the nozzle while condensing the nozzle. In a laser processing torch that irradiates from the tip mouth side and ejects a machining auxiliary gas from the nozzle tip mouth side, the gas supply blowout portion of the processing auxiliary gas is located between the partition window and the concave mirror, and is on the opposite side of the nozzle. Is provided so as to face the inner surface of the partition window from the inner wall of the housing, and the processing auxiliary gas blown out from the gas supply / blowing part is passed from the inside of the housing to the inside of the nozzle by the inner space of the housing and the inner space of the nozzle. A torch for laser processing, characterized in that a gas guide flow path for guiding to is formed.
ハウジング内外を仕切るレーザビーム透過性の仕切窓が
設けられ、ビーム導入口から導入されたレーザビームを
ハウジング内に設けられた集光用凹面鏡で反射させ、集
光させながらノズル内を通過させてノズル先端口側より
照射させると共に、ガス案内路を通ってガス供給吹出部
よりハウジング内に吹出された加工補助ガスをノズル先
端口側より噴出させるレーザ加工用トーチにおいて、 前記ガス案内路が途中で分岐されることによって複数の
ガス供給吹出部が仕切窓と凹面鏡間に位置されると共
に、前記ガス供給吹出部の一部がノズルと反対側のハウ
ジング内壁部より仕切窓内面に指向して設けられ、かつ
前記ガス供給吹出部の他の一部がノズルと反対側のハウ
ジング内壁部より凹面鏡反射面に指向して設けられ、ハ
ウジング内空間部とノズル内空間部により、ガス供給吹
出部から吹出された加工補助ガスをハウジング内からノ
ズル内を通ってノズル先端口側に案内するガス案内流路
が形成されてなることを特徴とするレーザ加工用トー
チ。2. A beam introducing port provided in the housing,
A laser beam transparent partition window is provided to partition the inside and outside of the housing, and the laser beam introduced from the beam introduction port is reflected by the converging concave mirror provided in the housing and passed through the nozzle while condensing the nozzle. In the laser processing torch that irradiates from the tip opening side and ejects the processing auxiliary gas blown into the housing from the gas supply blowout part through the gas guide passage from the nozzle tip opening side, the gas guide passage branches in the middle. A plurality of gas supply blowout portions are located between the partition window and the concave mirror by being done, a part of the gas supply blowout portion is provided toward the partition window inner surface from the housing inner wall portion on the side opposite to the nozzle, Further, the other part of the gas supply blow-out portion is provided so as to face the concave mirror reflection surface from the housing inner wall portion on the side opposite to the nozzle, and the housing inner space portion and For laser processing, a gas guide passage is formed by the inner space of the nozzle for guiding the processing auxiliary gas blown out from the gas supply outlet from the inside of the housing through the inside of the nozzle to the nozzle tip mouth side. torch.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1990069457U JPH0719673Y2 (en) | 1990-06-28 | 1990-06-28 | Laser processing torch |
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|---|---|---|---|
| JP1990069457U JPH0719673Y2 (en) | 1990-06-28 | 1990-06-28 | Laser processing torch |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0426687U JPH0426687U (en) | 1992-03-03 |
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| JP1990069457U Expired - Fee Related JPH0719673Y2 (en) | 1990-06-28 | 1990-06-28 | Laser processing torch |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101352895B1 (en) * | 2005-12-01 | 2014-02-19 | 일렉트로 싸이언티픽 인더스트리이즈 인코포레이티드 | Optical component cleanliness and debris management in laser micromachining applications |
Families Citing this family (1)
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| JP6340297B2 (en) * | 2014-09-30 | 2018-06-06 | 三菱重工業株式会社 | Laser cutting device |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0248292U (en) * | 1988-09-28 | 1990-04-03 |
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1990
- 1990-06-28 JP JP1990069457U patent/JPH0719673Y2/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101352895B1 (en) * | 2005-12-01 | 2014-02-19 | 일렉트로 싸이언티픽 인더스트리이즈 인코포레이티드 | Optical component cleanliness and debris management in laser micromachining applications |
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| JPH0426687U (en) | 1992-03-03 |
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