JPH08118056A - レーザ加工装置 - Google Patents

レーザ加工装置

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JPH08118056A
JPH08118056A JP6254898A JP25489894A JPH08118056A JP H08118056 A JPH08118056 A JP H08118056A JP 6254898 A JP6254898 A JP 6254898A JP 25489894 A JP25489894 A JP 25489894A JP H08118056 A JPH08118056 A JP H08118056A
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JP
Japan
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damper
laser
incident angle
laser beam
reflected light
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Pending
Application number
JP6254898A
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English (en)
Inventor
Yukihiro Horiguchi
幸弘 堀口
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Aida Engineering Ltd
Original Assignee
Aida Engineering Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】ダンパーの小型化を図りつつ入射角の調整可能
範囲を大幅に拡大できかつ三次元的走査運転や連続運転
も可能とする安全で取扱容易なレーザ加工装置を提供す
る。 【構成】本装置は、レーザ加工用ノズル10とダンパー
30とをレーザビームBiの加工面1に対する入射角θ
iが所定範囲内で変化した場合でも当該ダンパー30の
受光面31で当該レーザ反射光Boを受光可能かつ一定
の相対位置関係を保持可能に連結し、かつ当該ダンパー
30を冷却流体を用いて強制冷却可能に構成されてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、加工面に入射角を持っ
てレーザビームを照射するレーザ加工用ノズルと、加工
面から反射されたレーザ反射光を吸収減衰するダンパー
とを具備するレーザ加工装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図4において、レーザ加工用ノズル10
は、レーザ発振器から発生されたレーザビームBiを、
加工面1に入射角θiを持って照射しつつ当該加工面1
を加工(例えば、レーザ焼き入れ)する。また、アシス
トガス供給装置17から供給されたアシストガスも、レ
ーザ照射点2に向けて噴流する。ダンパー30は、加工
面1から反射されたレーザ反射光Boをレーザ吸収剤が
コーティングされた受光面31で受けて吸収減衰するも
ので、反射角θo(入射角θi)に対応させた位置に固
定配設されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、レーザ加工
態様の多様化の要請、例えばある入射角を設定して三次
元的曲面をレーザ焼入れするといった加工に伴うレーザ
ビームBiの入射角θiの調整範囲の拡大や複雑な三次
元加工を行いたいとの要請を、かかる従来装置(10,
30)では満すことができない。
【0004】すなわち、ダンパー30は、レーザ照射点
2を通る垂直軸線Zに対する固定的な入射角θi(反射
角θo)に対応させて固定配設されている。したがっ
て、この前提をなす入射角θiが調整変化されると、レ
ーザ反射光Boがダンパー30の受光面31から外れて
しまうので、レーザ反射光Boを吸収できなくなる。ま
た、三次元加工は加工面1を走査することで可能である
が、加工物を複雑に動かす必要があるため非現実的であ
る。そこで、レーザビームBiを走査すると、とたんに
レーザ反射光Boがダンパー30の受光面31から大き
く外れてしまい一層吸収できなくなってしまう。この吸
収できなくなってしまう現象をを回避するには、ダンパ
ー30を大型化するかレーザビームBiの入射角θiや
走査方向Xに合わせて移動させなければならない。しか
し、これらの方法は、装置全体の大型化とコスト高、そ
してレイアウトの自由度の制限を受け現実的ではない。
【0005】本発明の目的は、ダンパーの小型化を図り
つつ入射角の調整可能範囲を大幅に拡大でき、かつ三次
元的な走査運転や連続運転も可能とする安全で、取扱容
易なレーザ加工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】本発明は、レーザビーム
の入射角が変化しても、当該レーザ反射光とダンパーの
受光面との相対位置関係を一定の範囲内に保持可能で三
次元的走査運転を可能にし、かつダンパーの小型化を図
りつつ強制冷却の導入によって連続運転を可能に構成
し、前記課題を解消するものである。
【0007】詳しくは、本発明に係るレーザ加工装置
は、加工面に入射角をもってレーザビームを照射するレ
ーザ加工用ノズルと、加工面から反射されたレーザ反射
光を吸収減衰するダンパーとを具備するレーザ加工装置
において、前記レーザ加工用ノズルと前記ダンパーと
を、前記レーザビームの加工面に対する入射角が所定範
囲内で変化した場合でも当該ダンパーの受光面で当該レ
ーザ反射光を受光可能かつ一定の相対位置関係を保持可
能に連結し、かつ当該ダンパーを冷却流体を用いて強制
冷却可能に形成した、ことを特徴とする。
【0008】
【作用】上記構成による本発明の場合、レーザ加工用ノ
ズルとダンパーとが、レーザビームの加工面に対する入
射角が一定範囲内で調整変化された場合でも、当該レー
ザ反射光を受光面で受光可能に連結されているので、レ
ーザ加工態様を拡大でき、かつレーザ加工用ノズルとダ
ンパーとの水平方向の相対位置関係が一定であるから、
走査運転も可能となり取扱いも非常に容易である。
【0009】また、ダンパーが小型であっても、冷却流
体を用いて強制冷却されるので、連続運転やレーザビー
ムのパワーの増大によるレーザ加工態様の拡大が図れ、
かつ装置全体を小型にできる。
【0010】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。 (第1実施例)本レーザ加工装置は、図1に示す如く、
レーザ加工用ノズル10とダンパー30とを相対位置関
係が一定となるように連結するとともに、ダンパー30
を冷却流体(水)で強制冷却可能に構成されている。
【0011】レーザ加工用ノズル10のケーシング11
とダンパー30を保持するケーシング20とは、一体形
成されるとともに、常態において直垂軸線Zに対するレ
ーザビームBiの入射角θiとレーザ反射光Boの反射
角θoとが等しく、かつ反射角θoをもって反射される
レーザ反射光Boがダンパー30の受光面31の中央部
に入射されるように構成してある。
【0012】したがって、レーザビームBiの入射角θ
iを調整変化させても、レーザ加工用ノズル10とダン
パー30との水平方向の相対位置関係が不変であるか
ら、レーザ反射光Boが受光面31から外れてしまうこ
とがなく、入射角θiの調整に際する取扱いも簡単であ
る。また、レーザビームBiをX方向に走査した運転が
できる。図には示されていないが、レーザビームBiの
入射角θiが所定範囲内に保った他方向の走査も可能で
ある。
【0013】また、ケーシング20にガイド部22が設
けられているので、入射角θiを大きく変化させてもレ
ーザ反射光Boが外に漏れなく、ガイド部22の先端2
5がレーザ加工用ノズル10のケーシング11の先端1
5と合わせられているので、アシストガスによるシール
ド効果を一段と向上させることができる。なお、アシス
トガスには、アシストガス供給装置17から供給口12
を通して供給される。
【0014】さて、ダンパー30とケーシング20と
は、一体に形成されており、かつ受光面31は凹凸形状
とされレーザ反射光Boを多重反射させて減衰すること
ができる。また、受光面31には、レーザ光吸収剤がコ
ーティングされているので、吸収減衰する。また、受光
面31の上方内部には冷却室(クーラ)32が設けられ
ているので、ダンパー30の発熱を防止できるから、レ
ーザ反射光Boの吸収減衰を連続して良好に保てるとと
もに、レーザ加工の連続運転が可能となる。
【0015】なお、この冷却室32には、水冷却装置3
5からの冷水が入口33を通して供給されかつ出口34
を通して排出される。したがって、ダンパー30を高効
率で強制冷却できる。
【0016】また、この実施例では、ダンパー30のエ
ネルギー吸収状況を把握可能な温度測定装置45とモニ
タ50とが設けられている。すなわち、温度測定装置4
5は、入口33に取付けられた温度検出センサ(例え
ば、サーミスタ、サーモカップル)46と,出口34に
取付けられた温度検出センサ(例えば、サーミスタ、サ
ーモカップル)47とから、冷水の入口温度Tiと出口
温度Toとを測定するとともに、その温度差△T(=T
i−To)を求めモニタ50に表示可能に形成されてい
る。
【0017】なお、温度測定装置45またはモニタ50
に、温度差△Tにエネルギー換算定数を乗算して吸収エ
ネルギー量を求める換算機能を設け、この吸収エネルギ
ー量をもモニタ50に表示可能に形成することができ
る。このようにすれば、一段とレーザ照射点2のエネル
ギー状態を簡単に把握できるので、加工品質管理を容易
化できかつ加工品質を大幅に向上でき得る。
【0018】しかして、この第1実施例によれば、レー
ザ加工用ノズル10とダンパー30とをレーザビームB
iの加工面1に対する入射角θiが所定範囲内で変化し
た場合でも当該ダンパー30の受光面31で当該レーザ
反射光Boを受光可能かつ一定の相対位置関係を保持可
能に連結し、かつ当該ダンパー30を冷却流体を用いて
強制冷却可能に構成されているので、ダンパー30の小
型化とレーザビームBiのパワーアップとを図りつつ、
入射角θiの調整可能範囲を大幅に拡大できるとともに
三次元的走査運転も可能で安全、かつ取扱いが極めて容
易である。
【0019】また、レーザ加工用ノズル10とダンパー
30とが、両ケーシング11,20を介して一体に形成
されているので、両者10,30の相対位置関係を一段
と確実に一定化保持できる。したがって、入射角θiを
調整変化させたり走査運転をする際の取扱いが一段と容
易である。
【0020】また、ケーシング11,20の各先端1
5,25がレーザ照射点2を覆うように形成されている
ので、アシストガスによるシールド効果を一段と向上で
き、かつアシストガスの消費量を大幅に削減できコスト
的にも有利である。
【0021】また、ダンパー30と一体でかつその上方
内部に冷却室32が設けられているので、受光面31を
高能率で冷却できる。つまり、レーザ反射光Boの吸収
能率を最高的に、かつ安定して保持できる。
【0022】また、受光面31がレーザ吸収剤でコーテ
ィングされるとともに凸凹形状とされているので、吸収
減衰と多重反射減衰とにより、レーザ反射光Boを高能
率で減衰させられるから、一段とレーザビームBiのパ
ワーアップを図った各種レーザ加工が可能である。
【0023】さらに、温度測定装置45とモニタ50と
を設け、冷却室32への冷水出入口温度Ti,Toを検
出しつつレーザ照射点2のエネルギー状況を簡単に把握
できるように形成されているので、レーザ加工品質管理
を容易に行えかつ品質を大幅に向上できる。
【0024】(第2実施例)第2実施例は、図2に示さ
れる。この実施例の基本的構造(10,20,30等)
は、第1実施例(図1)の場合と同様とされているが、
さらに、ケーシング20のガイド部22の内面21をレ
ーザ反射光Boの有効反射面として利用し、レーザビー
ムBiの入射角θiを大きく変化させても、レーザ反射
光Boがより確実に受光面31に到達可能に構成してあ
る。
【0025】また、有効反射面(内面21)にもレーザ
吸収剤をコーティングしてレーザ反射光Boの吸収減衰
を促進可能に形成してある。したがって、受光面31の
実質的受光面積を拡大できる。
【0026】さらに、この有効反射面(21)が設けら
れているので、ケーシング20と一体のダンパー30等
をレーザ照射点2に垂直な軸線Z上に配設できる。よっ
て、水平方向Xの寸法をより狭小化し大幅な小型化を図
れるとともに、入射角θiの調整可能範囲を著しく拡大
できかつ取扱いが一段と容易となる。
【0027】しかして、この第2実施例によれば、第1
実施例の場合と同様な作用効果を奏することができる
他、さらに、入射角θiの調整可能範囲の拡大化、小型
化、取扱容易化等を大幅に向上させることができる。
【0028】(第3実施例)この第3実施例は、第2実
施例が特に入射角θiの調整範囲が大きな場合に有用に
構築されているのに対して、レーザ照射点2の近傍に大
きな空間を形成しノズル先端15が干渉し易い加工面
(物)1にも適用可能に構成したものである。
【0029】図3において、レーザ加工用ノズル10と
ダンパー30とを、リンク機構(ピン18,第1リンク
19,ピン38,第2リンク39)で、相対位置関係不
変に連結してある。この応用として、図示していないが
レーザ加工用ノズル10とダンパー30の相対位置関係
を、入射角θiと反射角θoが等しくなるように、自動
的に設定できる駆動機構を付加することにより操作性向
上に役立てることも考えられる。
【0030】かくして、この第3実施例によれば、第1
実施例の場合と同様な作用効果を奏することができる
他、さらに、各種各様の加工物(面)1に干渉なく適用
でき、かつ構造簡単で低コストである。
【0031】
【発明の効果】本発明によれば、レーザ加工用ノズルと
ダンパーとをレーザビームの加工面に対する入射角が所
定範囲内で変化した場合でも当該ダンパーの受光面で当
該レーザ反射光を受光可能かつ一定の相対位置関係を保
持可能に連結し、かつ当該ダンパーを冷却流体を用いて
強制冷却可能に構成されているので、ダンパーの小型化
を図りつつ入射角の調整可能範囲を大幅に拡大できると
ともに三次元的走査運転や連続運転も可能で安全かつ取
扱いが極めて容易である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例を示す全体構成図である。
【図2】第2実施例を示す全体構成図である。
【図3】第3実施例を示す全体構成図である。
【図4】従来例を説明するための図である。
【符号の説明】
1 加工面 2 レーザ照射点 10 レーザ加工用ノズル 11 ケーシング 12 供給口 15 先端 17 アシストガス供給装置 18 ピン 19 第1リンク 20 ケーシング 21 内面 22 ガイド部 25 先端 30 ダンパー 31 受光面 32 冷却室 33 入口 34 出口 35 水冷却装置 38 ピン 39 第2リンク 45 温度測定装置 46,47 温度検出センサ 50 モニタ Bi レーザビーム θi 入射角 Bo レーザ反射光 θo 反射角

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 加工面に入射角をもってレーザビームを
    照射するレーザ加工用ノズルと、加工面から反射された
    レーザ反射光を吸収減衰するダンパーとを具備するレー
    ザ加工装置において、 前記レーザ加工用ノズルと前記ダンパーとを、前記レー
    ザビームの加工面に対する入射角が所定範囲内で変化し
    た場合でも当該ダンパーの受光面で当該レーザ反射光を
    受光可能かつ一定の相対位置関係を保持可能に連結し、
    かつ当該ダンパーを冷却流体を用いて強制冷却可能に形
    成した、ことを特徴とするレーザ加工装置。
JP6254898A 1994-10-20 1994-10-20 レーザ加工装置 Pending JPH08118056A (ja)

Priority Applications (1)

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JP6254898A JPH08118056A (ja) 1994-10-20 1994-10-20 レーザ加工装置

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JP6254898A JPH08118056A (ja) 1994-10-20 1994-10-20 レーザ加工装置

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ID=17271381

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JP6254898A Pending JPH08118056A (ja) 1994-10-20 1994-10-20 レーザ加工装置

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JP (1) JPH08118056A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6107597A (en) * 1997-08-20 2000-08-22 Alcatel Laser beam welding device with radiation trap
JP2002524263A (ja) * 1998-09-08 2002-08-06 ハイデルベルガー ドルツクマシーネン アクチエンゲゼルシヤフト レーザ照射源
US7605345B2 (en) * 2002-03-14 2009-10-20 Hitachi Zosen Corporation Method and device for prevention of adhesion of dirt and contamination on optical parts in laser beam machine
JP2021010923A (ja) * 2019-07-05 2021-02-04 株式会社デンソー レーザ加工装置

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