JPH07204877A - レーザ加工方法およびその装置 - Google Patents

レーザ加工方法およびその装置

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JPH07204877A
JPH07204877A JP6003860A JP386094A JPH07204877A JP H07204877 A JPH07204877 A JP H07204877A JP 6003860 A JP6003860 A JP 6003860A JP 386094 A JP386094 A JP 386094A JP H07204877 A JPH07204877 A JP H07204877A
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JP
Japan
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laser processing
nozzle
laser
laser beam
head
Prior art date
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JP6003860A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Onodera
宏 小野寺
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Amada Co Ltd
Original Assignee
Amada Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH07204877A publication Critical patent/JPH07204877A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 特に厚板のワークにレーザ加工を行う際のレ
ーザ加工の能力向上を図ったレーザ加工方法およびその
装置を提供することにある。 【構成】 加工ヘッド11の先端に備えたノズル27よ
りレーザビームLBをワークWへ向けて照射してレーザ
加工を行う際、前記加工ヘッド11の進行方向に対して
レーザビームLBの光軸を前記ノズル27の軸心より常
に加工ヘッド11の進行方向側へ偏心した状態を維持さ
せてレーザ加工を行うことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、ワーク特に厚板のワ
ークにレーザ加工を行うレーザ加工方法およびその装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、レーザ加工装置において加工ヘッ
ドの先端に備えたノズルからレーザビームをワークに向
けて照射することによりワークにレーザ加工が行われて
いる。しかもノズルからレーザビームをワークへ向けて
照射する際、予め例えば実公平2−14876号公報や
実開平2−81780号公報などで知られているよう
に、レーザビームの光軸とノズルの軸心が通常一致する
ように芯出し調整装置の調整ねじを手動で操作して調整
している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ワークが例
えば鉄板の場合、レーザ加工はレーザビームを鉄板に照
射し鉄の酸化反応により進行していくため、鉄板の上部
をレーザ熱源により加工し徐々に下面へ進行していくも
のである。
【0004】そのため、鉄板が厚板の場合にはレーザ加
工の能力が悪く、かつ現状の板厚よりも厚いワークにレ
ーザ加工を行うことができなかった。
【0005】この発明の目的は、特に厚板のワークにレ
ーザ加工を行う際のレーザ加工の能力向上を図ったレー
ザ加工方法およびその装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明のレーザ加工方法は、加工ヘッドの先端に
備えたノズルよりレーザビームをワークへ向けて照射し
てレーザ加工を行う際、前記加工ヘッドの進行方向に対
してレーザビームの光軸を前記ノズルの軸心より常に加
工ヘッドの進行方向側へ偏心した状態を維持させてレー
ザ加工を行うことを特徴とするものである。
【0007】また、この発明のレーザ加工装置は、加工
ヘッドのヘッドホルダにおける下部に回転自在なハウジ
ングを設け、このハウジング内に、ノズルを下端に備え
たノズルホルダを設けると共にノズルの軸心とレーザビ
ームの光軸を偏心せしめる偏心量調整手段を設け、前記
ハウジングを回転せしめる回転駆動手段を前記ヘッドホ
ルダに設けてなることを特徴とするものである。
【0008】前記レーザ加工装置において、前記回転駆
動手段がレーザ加工装置のNC装置で制御されるべくN
C装置に接続されていること、前記回転駆動手段が回転
角を検出する回転角検出センサを備えた回転用駆動モー
タで、この回転用駆動モータに連結された駆動伝達部材
が、前記ハウジングに一体化された従動伝達部材に回転
を伝達すべく連結されていること、また、前記駆動伝達
部材,従動伝達部材がそれぞれギアであることが望まし
いものである。
【0009】
【作用】以上のようなレーザ加工方法およびその装置と
することにより、加工ヘッドの先端に備えたノズルより
レーザビームをワークへ向けて照射してレーザ加工を行
う際に、加工ヘッドの進行方向に対して、レーザビーム
の光軸をノズルの軸心より常に加工ヘッドの進行方向側
へ偏心した状態を維持させてレーザ加工が行われる。
【0010】そのために、ワークに照射されるレーザビ
ームのレーザガスは加工ヘッドの進行方向に対して逆方
向へ常に流れるから、ワークの下面へレーザガスの流量
が増加し、レーザ加工の能力が向上し、厚板のワークも
容易にレーザ加工される。
【0011】
【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。
【0012】図5を参照するに、レーザ加工装置1は、
水平に敷設された固定のXYテーブル3上に被加工材料
としてのワーク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。
【0013】レーザビームLBはレーザ加工装置1の機
械本体に設けたレーザ発振装置5で発振され、強度調整
装置7,反射鏡9を介して加工ヘッド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が設け
られ、レーザビームLBはこの集光レンズ13で集光さ
れ、焦点位置でワーク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の直下に来るように、XYテーブル3上で水平
移動されるようになっている。
【0014】クランプ15は、ワークWを把持した状態
で、XY軸用サーボモータで平面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軸用サーボモ
ータで上下方向に駆動されるようになっている。又、レ
ーザ加工装置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19が
備えられている。
【0015】上記構成により、レーザ発振器5で発振さ
れたレーザビームLBは、強度調整装置7を経て反射鏡
9で折曲げられ、さらに集光レンズ13で集光される。
集光レンズ13で集光されたレーザビームLBはワーク
Wへ向けて照射されると共に、クランプ15にクランプ
されたワークWをX,Y軸方向へNC装置17で制御し
て移動し位置決めすることによってワークWの所望位置
に熱切断加工が行われることになる。
【0016】図1を参照するに、前記加工ヘッド11の
ヘッドホルダ21における下部にはベアリング23を介
してハウジング25が回転自在に支承されている。この
ハウジング25の下部内にはノズル27を下端に備えた
ノズルホルダ29が設けられている。しかも、このノズ
ルホルダ29は前記ハウジング25の下部における外側
に設けられた偏心量調整手段としての例えば複数の調整
ねじ部材31で調整されるものである。
【0017】前記ヘッドホルダ21の図1において右側
には回転駆動手段として好ましくは駆動モータ33が取
付けられている。しかも駆動モータ33には回転角検出
センサとして好ましくはエンコーダ35が備えられてい
る。そして駆動モータ33,エンコーダ35はそれぞれ
前記NC装置17に接続されている。
【0018】前記駆動モータ33の出力軸37には駆動
伝達部材として好ましくはスパーギア39が連結されて
いる。また、このスパーギア39に噛合された従動伝達
部材として好ましくはスパーギア41が前記ハウジング
25に一体化されている。
【0019】上記構成により、複数の調整ねじ部材31
を調整することにより、ノズル27の軸心線C1 に対し
てレーザビームLBの光軸C2 を任意の偏心量ΔLに調
整することができる。この任意の偏心量ΔLは加工する
ワークの材質,板厚によって設定されるものである。
【0020】また、駆動モータ33を駆動せしめると、
出力軸37を介してスパーギア39が回転される。この
スパーギア39の回転により、スパーギア41を介して
ハウジング25が回転されるから、ノズルホルダ29に
備えられたノズル27も同方向へ回転されることにな
る。ノズル27の回転角は駆動モータ35に備えられた
エンコーダ35により検出される。
【0021】例えば図2(A)に示されているように、
偏心量ΔLを保持した状態で回転角0度から、反時計方
向廻りへ90度,180度,270度回動させることに
より、偏心量ΔLを保持したまま回動するから、図2
(B),(C),(D)に示されたような状態となる。
【0022】図3に示されているように、ワークWに加
工ヘッド11の先端に備えられたノズル27からレーザ
ビームLBを照射してレーザ加工を行う場合に、加工ヘ
ッド11の進行方向に対してレーザビームLBの光軸C
2 をノズル27の軸心線C1より常に加工ヘッド11の
進行方向側へ偏心した状態を維持させてレーザ加工を行
うことにより、レーザガスが加工ヘッド11の進行方向
とは反対側へ流れる。そのため、ワークWの下面へレー
ザガスの流量が増加するので、レーザ加工の能力が向上
して厚板のレーザ加工を安定させて行うことができる。
【0023】特にワークWが鉄板の場合のレーザ加工で
は、鉄の酸化反応により進行していくため、鉄板の上部
をレーザ熱源によりレーザ加工し、鉄板の下面に行くに
従って酸化反応を有利にするため、上述のごとく、加工
ヘッド11の進行方向に対してレーザビームLBの光軸
2 をノズル27の軸心線C1 より常に加工ヘッド11
の進行方向側へ偏心した状態を維持させることにより、
鉄板の下面へのレーザガスの流量が増加するのでレーザ
加工の能力が向上し、特に厚板の鉄板をレーザ加工する
のに有効である。
【0024】例えば加工ヘッド11の進行方向が図4に
示されているように種々変更した場合にも、ノズル27
の偏心方向もノズル27を回転させて加工ヘッド11の
進行方向へ常に維持させるようにすることにより、単な
る直線方向のレーザ加工だけでなく、円あるいは曲線方
向のレーザ加工に対しても容易に行うことができるもの
である。
【0025】前記ハウジング25を回動させる回転駆動
手段として駆動モータ33,駆動,従動伝達部材として
スパーギア39,41を用いたことにより、簡単にハウ
ジング25を回動させることができると共にコンパクト
で製作できるものである。この回転駆動手段としてはエ
アなどもよく、また、駆動,従動伝達部材としてプー
リ,タイミングベルトによるものや、スプロケット,チ
エーンによるものなどでもよいものである。さらにイン
デックスシリンダなど4位置の角度割りで行ってもよい
ものである。
【0026】前記回転駆動手段としての駆動モータ33
の制御はレーザ加工装置1自体を制御せしめるNC装置
17で行われる。すなわち、NC装置17からのNC指
令により駆動モータ33が回転されると共に、ノズル2
7の回転はエンコーダ35で検出され、NC装置17へ
フィードバックされるものである。したがって、駆動モ
ータ33の制御は既存のNC加工プログラムにて対応可
能である。
【0027】なお、この発明は、前述した実施例に限定
されるものでなく、適宜な変更を行うことにより、その
他の態様で実施し得るものである。
【0028】
【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、ワークに加工ヘッドの先
端に備えられたノズルよりレーザビームを照射してレー
ザ加工を行う際に、加工ヘッドの進行方向に対してレー
ザビームの光軸をノズルの軸心より常に加工ヘッドの進
行方向側へ偏心した状態を維持させた状態でレーザ加工
を行うことにより、レーザ加工の能力を向上させること
ができる。特に従来レーザ加工が難しかった厚板のワー
クを安定してレーザ加工を行うことができる。
【0029】回転駆動手段はレーザ加工装置自体のNC
装置により制御されるので、あらたな制御装置を用意す
る必要がなく、既存のNC加工プログラムで制御するこ
とができる。
【0030】回転駆動手段として回転用駆動モータを、
駆動,従動伝達部材としてそれぞれギアを用いることに
より、簡単にハウジングを回転させることができると共
にコンパクトに製作できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の主要部を示す加工ヘッドの拡大側面
図である。
【図2】ノズルを回動させた場合におけるノズルの軸心
線に対するレーザビームの光軸の偏心状態を説明する説
明図である。
【図3】ノズルよりワークへ向けてレーザビームを照射
した場合のレーザガスの流れを説明する説明図である。
【図4】加工ヘッドの進行方向とノズルの偏心方向との
関係を示した図である。
【図5】この発明を実施する一実施例のレーザ加工装置
の側面図である。
【符号の説明】
1 レーザ加工装置 11 加工ヘッド 17 NC装置 21 ヘッドホルダ 25 ハウジング 27 ノズル 29 ノズルホルダ 31 調整ねじ部材(偏心量調整手段) 33 駆動モータ(回転駆動手段) 35 エンコーダ(回転角検出センサ) 39 スパーギア(駆動伝達部材) 41 スパーギア(従動伝達部材)

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 加工ヘッドの先端に備えたノズルよりレ
    ーザビームをワークへ向けて照射してレーザ加工を行う
    際、前記加工ヘッドの進行方向に対してレーザビームの
    光軸を前記ノズルの軸心より常に加工ヘッドの進行方向
    側へ偏心した状態を維持させてレーザ加工を行うことを
    特徴とするレーザ加工方法。
  2. 【請求項2】 加工ヘッドのヘッドホルダにおける下部
    に回転自在なハウジングを設け、このハウジング内に、
    ノズルを下端に備えたノズルホルダを設けると共にノズ
    ルの軸心とレーザビームの光軸を偏心せしめる偏心量調
    整手段を設け、前記ハウジングを回転せしめる回転駆動
    手段を前記ヘッドホルダに設けてなることを特徴とする
    レーザ加工装置。
  3. 【請求項3】 前記回転駆動手段がレーザ加工装置のN
    C装置で制御されるべくNC装置に接続されていること
    を特徴とする請求項2記載のレーザ加工装置。
  4. 【請求項4】 前記回転駆動手段が回転角を検出する回
    転角検出センサを備えた回転用駆動モータで、この回転
    用駆動モータに連結された駆動伝達部材が、前記ハウジ
    ングに一体化された従動伝達部材に回転を伝達すべく連
    結されていることを特徴とする請求項2記載のレーザ加
    工装置。
  5. 【請求項5】 前記駆動伝達部材,従動伝達部材がそれ
    ぞれギアであることを特徴とする請求項4記載のレーザ
    加工装置。
JP6003860A 1994-01-19 1994-01-19 レーザ加工方法およびその装置 Pending JPH07204877A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012152788A (ja) * 2011-01-26 2012-08-16 Mitsubishi Electric Corp レーザ加工方法およびレーザ加工装置
JP2012157892A (ja) * 2011-02-01 2012-08-23 Mitsubishi Electric Corp レーザ加工装置
JP2014018839A (ja) * 2012-07-20 2014-02-03 Mitsubishi Heavy Ind Ltd レーザ切断方法
US11554444B2 (en) * 2019-03-18 2023-01-17 Fanuc Corporation Laser machine for cutting workpiece

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