JPH0825077A - Device and method for laser beam machining - Google Patents
Device and method for laser beam machiningInfo
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- JPH0825077A JPH0825077A JP6165009A JP16500994A JPH0825077A JP H0825077 A JPH0825077 A JP H0825077A JP 6165009 A JP6165009 A JP 6165009A JP 16500994 A JP16500994 A JP 16500994A JP H0825077 A JPH0825077 A JP H0825077A
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Abstract
Description
【0001】[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、特にアシストガス噴射方法を改良したレーザ加工
装置及びレーザ加工方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser processing apparatus and a laser processing method for converging a laser beam to process a work, and more particularly to a laser processing apparatus and a laser processing method with an improved assist gas injection method.
【0002】[0002]
【従来の技術】レーザ加工は、極めて位相のそろった単
色光を発生させ、それを集光レンズで集光することによ
って得られる高密度のエネルギをもったレーザビーム
を、ワークの極小部分に照射して、ワークを蒸発、溶融
する加工方法である。レーザビームは制御性が良いた
め、レーザ加工を数値制御装置で制御することにより、
複雑な形状の加工や、精密微細加工が可能である。そし
て、レーザ加工をより効率良く行う方法として、ワーク
の溶融を促進するための酸素をアシストガスとして利用
する方法がある。このアシストガスには、レーザの熱に
加え酸化熱によりワークの溶融を促進する作用ととも
に、溶融金属を加工部から飛散除去する作用がある。2. Description of the Related Art Laser processing involves irradiating a very small portion of a work with a laser beam having a high-density energy obtained by generating monochromatic light with extremely aligned phases and condensing it with a condenser lens. Then, it is a processing method of evaporating and melting the work. Since the laser beam has good controllability, by controlling the laser processing with a numerical controller,
It is possible to process complicated shapes and perform precision fine processing. Then, as a method of more efficiently performing laser processing, there is a method of using oxygen as an assist gas for promoting melting of the work. The assist gas has an action of promoting the melting of the work by the heat of oxidation in addition to the heat of the laser, and an action of scattering and removing the molten metal from the processed portion.
【0003】酸素を用いたアシストガスによる化学反応
は、以下の熱化学反応式で表される。A chemical reaction by an assist gas using oxygen is represented by the following thermochemical reaction formula.
【0004】[0004]
【化1】 Fe+O2 ⇒ (1/2)FeO+38KJ/cm3 ・・・(1)Embedded image Fe + O 2 ⇒ (1/2) FeO + 38 KJ / cm 3 (1)
【0005】[0005]
【化2】 Fe+(2/3)O2 ⇒ (1/3)Fe3 O4 +52KJ/cm3 ・・・(2) 軟鋼の板の切断を行う場合、タレットパンチプレスやプ
ラズマ切断機を用いれば、レーザ加工よりも高速な加工
が可能である。ところが、タレットパンチプレスは金型
が必要であるとともに、切断面にばりができてしまう。
また、プラズマ切断機による切断は非常に高速である
が、環境の悪化を伴うとともに、各種部品の磨耗が激し
い。このように、タレットパンチプレスやプラズマ切断
機には、それぞれに問題点がある。そのため、環境に悪
影響を及ぼさず、部品の磨耗が少なく、さらに微細加工
に優れているレーザ加工による切断の高速化が望まれて
いる。Embedded image Fe + (2/3) O 2 ⇒ (1/3) Fe 3 O 4 + 52KJ / cm 3 (2) When cutting a mild steel plate, a turret punch press or a plasma cutting machine is used. For example, it is possible to process at a higher speed than laser processing. However, the turret punch press requires a die and causes a burr on the cut surface.
Further, although the cutting by the plasma cutting machine is very fast, the environment is deteriorated and various parts are worn out severely. As described above, the turret punch press and the plasma cutting machine have their respective problems. Therefore, there is a demand for high-speed cutting by laser processing, which does not adversely affect the environment, causes less wear of parts, and is excellent in fine processing.
【0006】図5は従来のレーザ加工装置による加工状
況を示す図である。図において加工ヘッド10aは矢印
方向に移動している。加工ヘッド10aには集光レンズ
12aが固定されており、ノズルの先端にはレーザビー
ム11aのアシストガス噴射経路19aが設けられてい
る。アシストガス噴射経路19aからは、アシストガス
13aが噴出されている。入力されたレーザビーム11
aは集光レンズ12aによって集光され、ワーク20a
に照射される。ワーク20aの斜線部分は未切断部分2
2aであり、その他の部分は切断済の部分21aであ
る。アシストガス噴射経路19aから噴出されたアシス
トガス13aは、レーザビーム11aと並行に噴出し、
切断溝の前方の淵23aに吹きつけられる。FIG. 5 is a view showing a processing situation by a conventional laser processing apparatus. In the figure, the processing head 10a is moving in the direction of the arrow. A condenser lens 12a is fixed to the processing head 10a, and an assist gas injection path 19a for the laser beam 11a is provided at the tip of the nozzle. The assist gas 13a is ejected from the assist gas injection path 19a. Input laser beam 11
a is condensed by the condenser lens 12a, and the work 20a
Is irradiated. The shaded portion of the work 20a is the uncut portion 2
2a, and the other part is the cut part 21a. The assist gas 13a ejected from the assist gas ejection path 19a is ejected in parallel with the laser beam 11a,
It is sprayed on the edge 23a in front of the cutting groove.
【0007】このように、アシストガス13aの流れ
が、レーザビーム11aのビーム軸と並行になるよう
に、アシストガス噴射経路19aが設けられている。そ
して、ノズル先端のアシストガス噴射口は真円であるた
め、アシストガス13aはレーザビーム11aを中心と
する同心円状に、ワーク20aに垂直に吹きつけられ
る。As described above, the assist gas injection path 19a is provided so that the flow of the assist gas 13a is parallel to the beam axis of the laser beam 11a. Since the assist gas injection port at the tip of the nozzle is a perfect circle, the assist gas 13a is blown perpendicularly to the work 20a in a concentric shape centered on the laser beam 11a.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】しかし、切断速度が高
速になると、ワーク下層域での溶融に著しく遅れが生
じ、ワークに対して垂直に吹きつけられたアシストガス
の流れがワーク下層域で妨げられてしまう。この結果、
アシストガスによる溶融鉄の飛散除去が切断速度に追い
つかなくなる。除去されずに加工部付近に残っている溶
融鉄が、レーザビームのワークへの照射を妨げ、レーザ
加工の切断効率を低下させてしまう。However, when the cutting speed becomes high, the melting in the lower layer region of the work is significantly delayed, and the flow of the assist gas blown perpendicularly to the workpiece is obstructed in the lower layer region of the work. I will be lost. As a result,
The scattering removal of molten iron by the assist gas cannot keep up with the cutting speed. The molten iron remaining in the vicinity of the processed portion without being removed hinders the irradiation of the work with the laser beam and reduces the cutting efficiency of the laser processing.
【0009】ここで、溶融金属の飛散除去の効率を上げ
るために、アシストガスの圧力を上昇させる方法が考え
られるが、この場合、ワークの切断部分における酸化反
応が激しくなりすぎ、切断面が劣悪になってしまう。こ
のため、アシストガスの圧力は、ある程度の限界値以上
に増加させることができない。Here, a method of increasing the pressure of the assist gas can be considered in order to increase the efficiency of scattering and removal of the molten metal, but in this case, the oxidation reaction at the cutting portion of the work becomes too vigorous and the cutting surface is poor. Become. Therefore, the pressure of the assist gas cannot be increased above a certain limit value.
【0010】このように、溶融鉄の飛散除去が十分に行
われないと、レーザビームの出力を増強しても、その増
強分に見合った切削速度の高速化が図れないという問題
点があった。As described above, if the scattered iron is not sufficiently removed by scattering, even if the output of the laser beam is increased, the cutting speed corresponding to the increase cannot be increased. .
【0011】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、溶融金属の飛散効率を向上させたレーザ加工
装置を提供することを目的とする。また、本発明の別の
目的は、溶融金属の飛散効率を向上させたレーザ加工方
法を提供することである。The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a laser processing apparatus with improved molten metal scattering efficiency. Another object of the present invention is to provide a laser processing method in which the scattering efficiency of molten metal is improved.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、同一開口部からレーザビームと共にアシス
トガスを噴射させてワーク加工を行うレーザ加工装置に
おいて、ビーム軸に対し傾斜角を持ったアシストガス噴
射経路を有するノズルと、加工プログラムから各軸の移
動量を解読する前処理手段と、前記各軸の移動量をパル
ス出力する補間手段と、前記各軸のパルス出力から加工
の進行方向を判断し、ノズルを回転させて、前記アシス
トガスを加工の進行方向に対して常に斜め後方に向かっ
て噴射させる回転制御手段と、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。In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a laser processing apparatus for injecting an assist gas together with a laser beam from the same opening to process a work, and has an inclination angle with respect to the beam axis. A nozzle having an assist gas injection path, preprocessing means for decoding the movement amount of each axis from a machining program, interpolation means for outputting the movement amount of each axis in pulses, and machining progress from the pulse output of each axis. There is provided a laser processing device, comprising: a rotation control unit that determines a direction, rotates a nozzle, and constantly ejects the assist gas in a diagonally rearward direction with respect to a traveling direction of the processing.
【0013】また、同一開口部からレーザビームと共に
アシストガスを噴射させてワーク加工を行うレーザ加工
方法において、ビーム軸に対し傾斜角を持ったアシスト
ガス噴射経路を有するノズルを回転させることにより、
前記アシストガスを加工の進行方向に対して常に斜め後
方に向かって噴射させることを特徴とするレーザ加工方
法が提供される。Further, in a laser processing method for processing a workpiece by injecting an assist gas together with a laser beam from the same opening, by rotating a nozzle having an assist gas injection path having an inclination angle with respect to the beam axis,
There is provided a laser processing method characterized in that the assist gas is always jetted obliquely rearward with respect to the traveling direction of processing.
【0014】[0014]
【作用】レーザ加工装置において、ノズルは、ビーム軸
に対し傾斜角を持ったアシストガス噴射経路を有する。
この傾斜角により、アシストガスを斜め方向に噴射させ
ることができる。前処理手段は、加工プログラムから各
軸の移動量を解読する。補間手段は、各軸の移動量をパ
ルス出力する。回転制御手段は、各軸のパルス出力から
加工の進行方向を判断し、ノズルを回転させて、アシス
トガスを加工の進行方向に対して常に斜め後方に向かっ
て噴射させる。In the laser processing apparatus, the nozzle has an assist gas injection path having an inclination angle with respect to the beam axis.
With this inclination angle, the assist gas can be jetted obliquely. The preprocessing means decodes the movement amount of each axis from the machining program. The interpolation means outputs the movement amount of each axis as a pulse. The rotation control means determines the traveling direction of the processing from the pulse output of each axis, rotates the nozzle, and always injects the assist gas obliquely rearward with respect to the traveling direction of the processing.
【0015】これにより、切断溝の前方の淵の傾きに沿
ってアシストガスを噴出することができるため、溶融金
属の飛散除去を効率良く行うことができる。また、ビー
ム軸に対し傾斜角を持ったアシストガス噴射経路を有す
るノズルを回転させることにより、アシストガスを加工
の進行方向に対して常に斜め後方に向かって噴射させる
レーザ加工方法により、溶融金属の飛散除去を効率良く
行うことができる。With this, since the assist gas can be ejected along the inclination of the edge in front of the cutting groove, the molten metal can be efficiently scattered and removed. Further, by rotating a nozzle having an assist gas injection path having an inclination angle with respect to the beam axis, a laser processing method of always injecting the assist gas obliquely rearward with respect to the traveling direction of the processing is performed. Scattering can be efficiently removed.
【0016】[0016]
【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は本発明のレーザ加工装置の概略構成を示
すブロック図である。レーザビームの出力や加工経路な
ど、レーザ加工装置が実行するべき加工内容が加工プロ
グラム80にプログラムされている。前処理手段81は
加工プログラム80を解読し、その指令どおりに加工を
行うためのレーザビームの出力や加工点への移動経路、
及び移動量を解読する。補間手段82は目的の加工を行
うように加工ヘッドを移動させるため、x軸、y軸、z
軸方向の補間を行い、軸制御回路70a,70b,70
cに移動のためのパルス信号を送る。軸制御回路70
a,70b,70cにはそれぞれ、サーボアンプ71
a,71b,71cを介し、サーボモータ72a,72
b,72cが接続されており、x軸、y軸、z軸方向の
移動を制御する。An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a laser processing apparatus of the present invention. Processing contents to be executed by the laser processing apparatus, such as the output of the laser beam and the processing path, are programmed in the processing program 80. The pre-processing unit 81 decodes the machining program 80, outputs a laser beam for performing machining according to the command, and a movement path to a machining point,
And decipher the amount of movement. The interpolating means 82 moves the machining head so as to perform the desired machining.
Interpolation in the axial direction is performed, and the axis control circuits 70a, 70b, 70
A pulse signal for movement is sent to c. Axis control circuit 70
a, 70b, 70c are respectively provided with servo amplifiers 71
servo motors 72a, 72 via a, 71b, 71c.
b and 72c are connected to control movement in the x-axis, y-axis, and z-axis directions.
【0017】回転制御手段83は、各軸の移動方向か
ら、加工ヘッドの2次元平面上の移動方向を計算する。
そして、常にアシストガスが移動方向の後方に向かって
噴射されるように軸制御回路50にパルス信号を送る。
軸制御回路50はサーボアンプ51を介しサーボモータ
30の回転を制御する。サーボモータ30は加工ヘッド
のノズルに結合されている。このノズルは、レーザビー
ムに対して、傾斜角を持ったアシストガス噴射経路を有
している。このようなノズルを回転させることにより、
アシストガスを常に進行方向に対して斜め後方に向かっ
て噴射することができる。The rotation control means 83 calculates the moving direction of the machining head on the two-dimensional plane from the moving directions of the respective axes.
Then, a pulse signal is sent to the axis control circuit 50 so that the assist gas is always injected rearward in the moving direction.
The axis control circuit 50 controls the rotation of the servo motor 30 via the servo amplifier 51. The servo motor 30 is connected to the nozzle of the processing head. This nozzle has an assist gas injection path having an inclination angle with respect to the laser beam. By rotating such a nozzle,
The assist gas can always be jetted obliquely rearward with respect to the traveling direction.
【0018】図2は本発明の一実施例のNCレーザ装置
の構成を示したブロック図である。図において、プロセ
ッサ(CPU)40は読み取り専用メモリ(ROM)4
1に格納された制御プログラムに基づいて、ランダムア
クセスメモリ(RAM)42に格納された加工プログラ
ムを読みだし、NCレーザ装置全体の動作を制御する。
出力制御回路60は内部にD/Aコンバータを内蔵して
おり、プロセッサ40から出力された出力指令値を電流
指令値に変換して出力する。励起用電源61は商用電源
を整流した後、スイッチング動作を行って高周波の電圧
を発生し、電流指令値に応じた高周波電流を放電管66
に供給する。FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of an NC laser device according to an embodiment of the present invention. In the figure, a processor (CPU) 40 is a read-only memory (ROM) 4
The machining program stored in the random access memory (RAM) 42 is read out based on the control program stored in No. 1 to control the operation of the entire NC laser device.
The output control circuit 60 has a built-in D / A converter, and converts the output command value output from the processor 40 into a current command value and outputs the current command value. The excitation power supply 61 rectifies a commercial power supply, then performs a switching operation to generate a high frequency voltage, and generates a high frequency current according to the current command value by the discharge tube 66.
Supply to.
【0019】放電管66の内部にはレーザガス65が循
環しており、励起用電源61から高周波電圧が印加され
ると放電を生じてレーザガス65が励起される。リア鏡
64は反射率99.5%のゲルマニウム(Ge)製の
鏡、出力鏡67は反射率65%のジンクセレン(ZnS
e)製の鏡であり、これらはファブリペロー型共振器を
構成し、励起されたレーザガス分子から放出される1
0.6μmの光を増幅して一部を出力鏡67からレーザ
ビーム11として外部に出力する。The laser gas 65 circulates inside the discharge tube 66, and when a high frequency voltage is applied from the excitation power source 61, a discharge is generated and the laser gas 65 is excited. The rear mirror 64 is a germanium (Ge) mirror having a reflectance of 99.5%, and the output mirror 67 is zinc selenium (ZnS) having a reflectance of 65%.
e) mirrors, which form a Fabry-Perot resonator and are emitted from the excited laser gas molecules 1
The 0.6 μm light is amplified and a part of the light is output from the output mirror 67 as the laser beam 11 to the outside.
【0020】出力されたレーザビーム11は、ベンダミ
ラー68で方向を変え、加工ヘッド10内部の集光レン
ズによって0.2mm以下のスポットに集光されてワー
ク20の表面に照射される。The output laser beam 11 changes its direction by the bender mirror 68, and is converged into a spot of 0.2 mm or less by a condenser lens inside the processing head 10 and irradiated on the surface of the work 20.
【0021】軸制御回路70はCPU40の指令によっ
てサーボアンプ71を介してサーボモータ72を回転制
御し、ボールスクリュー74及びナット73によってテ
ーブル75の移動を制御し、ワーク20の位置を制御す
る。図ではx軸のみを表示してあるが、実際にはy,z
の制御軸もある。表示装置80にはCRT或いは液晶表
示装置等が使用される。The axis control circuit 70 controls the rotation of the servo motor 72 via the servo amplifier 71 according to the command of the CPU 40, the movement of the table 75 by the ball screw 74 and the nut 73, and the position of the work 20. In the figure, only the x-axis is displayed, but in reality y, z
There is also a control axis. A CRT, a liquid crystal display device, or the like is used as the display device 80.
【0022】パワーセンサ63は熱電あるいは光電変換
素子等で構成され、リア鏡64から一部透過して出力さ
れたレーザビームを入力してレーザビーム11の出力パ
ワーを測定する。A/D変換器62はパワーセンサ63
の出力をディジタル値に変換してCPU40に入力す
る。The power sensor 63 is composed of a thermoelectric or photoelectric conversion element or the like, and inputs the laser beam partially transmitted from the rear mirror 64 and outputs it, and measures the output power of the laser beam 11. The A / D converter 62 is a power sensor 63.
Is converted into a digital value and input to the CPU 40.
【0023】加工ヘッド10にはガスボンベ90が接続
され、加工時にはアシストガスが供給される。このアシ
ストガスは酸素(O2 )が使用される。加工ヘッド10
のノズルには、ビーム軸に対し、傾斜角を持ったアシス
トガス噴射経路があり、そのアシストガス噴射経路はレ
ーザビーム11の出力口も兼ねている。CPU40は加
工プログラムを解読することによって、加工ヘッド10
の移動方向を計算する。そして、アシストガスを常に進
行方向の後方に向かって噴射するように軸制御回路50
に指令する。軸制御回路50はサーボアンプ51を介し
サーボモータ30を回転制御する。このようにして、ワ
ークの切断溝の傾斜に沿った角度でアシストガスを噴出
し、溶融金属の飛散効果を高めることができる。A gas cylinder 90 is connected to the processing head 10, and an assist gas is supplied during processing. Oxygen (O 2 ) is used as this assist gas. Processing head 10
The nozzle has an assist gas injection path having an inclination angle with respect to the beam axis, and the assist gas injection path also serves as the output port of the laser beam 11. The CPU 40 deciphers the machining program so that the machining head 10
Calculate the moving direction of. Then, the axis control circuit 50 is configured so that the assist gas is always injected rearward in the traveling direction.
Command. The axis control circuit 50 controls the rotation of the servo motor 30 via the servo amplifier 51. In this way, the assist gas can be ejected at an angle along the inclination of the cutting groove of the work to enhance the effect of scattering the molten metal.
【0024】図3は本発明のレーザ加工装置による加工
状況を示す図である。図において加工ヘッド10は矢印
の方向に移動している。ワーク20の斜線の領域は未加
工部分22であり、他の領域は切断済の部分21であ
る。加工ヘッド10の内部には集光レンズ12があり、
レーザビーム11を集光する。加工ヘッド10の先端の
ノズルには、アシストガス噴射経路19があり、アシス
トガス13が噴射される。アシストガス噴射経路19
は、ビーム軸に対し傾斜している。その傾斜角は、ワー
クの材質、板厚、等を考慮し、ワーク20を切断する際
の切断溝の前方の淵23の傾斜と同程度の傾きに設定す
る。つまり、噴射されるアシストガス13の流れの方向
と、切断溝の前方の淵23のとは、ほぼ並行になる。FIG. 3 is a view showing a processing situation by the laser processing apparatus of the present invention. In the figure, the processing head 10 is moving in the direction of the arrow. The shaded area of the work 20 is the unprocessed portion 22, and the other area is the cut portion 21. Inside the processing head 10, there is a condenser lens 12,
The laser beam 11 is focused. The nozzle at the tip of the processing head 10 has an assist gas injection path 19 through which the assist gas 13 is injected. Assist gas injection path 19
Are tilted with respect to the beam axis. The inclination angle is set to be approximately the same as the inclination of the edge 23 in front of the cutting groove when cutting the work 20 in consideration of the material of the work, the plate thickness, and the like. That is, the flow direction of the injected assist gas 13 and the edge 23 in front of the cutting groove are substantially parallel to each other.
【0025】このように、アシストガス13は常に進行
方向の斜め後方に向かって噴射される。従って、常にア
シストガス13の流れはワークの切断溝の前方の淵23
の傾きに沿った方向であり、ワークの下層域でのアシス
トガスの流速を高速に保つことができる。このため、ワ
ークの下層域においても、溶融金属の飛散が効率よく行
われる。この結果、レーザビームのエネルギが、効率よ
く切断のための熱エネルギとして使用され、切断の高速
化を促進することができる。In this way, the assist gas 13 is always jetted obliquely rearward in the traveling direction. Therefore, the flow of the assist gas 13 is always the front edge 23 of the cutting groove of the workpiece.
The direction of the assist gas is in the lower direction and the flow velocity of the assist gas in the lower region of the work can be maintained at a high speed. Therefore, the molten metal is efficiently scattered even in the lower layer region of the work. As a result, the energy of the laser beam is efficiently used as heat energy for cutting, and the cutting speed can be accelerated.
【0026】なお、アシストガス噴射経路19の傾斜角
が、切断溝の前方の淵23の傾斜に満たなくても、多少
なりとも傾斜角を有していれば、ビーム軸と並行である
場合と比較し、溶融金属の飛散が効率が良いことは勿論
である。Even if the angle of inclination of the assist gas injection path 19 is less than the angle of the edge 23 in front of the cutting groove, if it has an angle of inclination to some extent, it may be parallel to the beam axis. In comparison, it goes without saying that the molten metal is efficiently scattered.
【0027】図4は本発明のレーザ加工装置の加工ヘッ
ドを示す図である。加工ヘッド10の内部には、レーザ
ビーム11を集光するための集光レンズ12が固定され
ている。また、加工ヘッド10の側面にはアシストガス
取り入れ口18が設けられている。このアシストガス取
り入れ口18には、図示されていないガスボンベ90か
らアシストガス13として酸素(O2 )が供給される。
ノズル14の先端にはアシストガス噴射経路19があ
る。このアシストガス噴射経路19は、ビーム軸に対し
傾きを持っている。レーザビーム11はアシストガス噴
射経路19の間を通りワーク20に照射される。FIG. 4 is a view showing a processing head of the laser processing apparatus of the present invention. A condenser lens 12 for condensing the laser beam 11 is fixed inside the processing head 10. An assist gas intake port 18 is provided on the side surface of the processing head 10. Oxygen (O 2 ) is supplied to the assist gas intake port 18 as an assist gas 13 from a gas cylinder 90 (not shown).
An assist gas injection path 19 is provided at the tip of the nozzle 14. The assist gas injection path 19 has an inclination with respect to the beam axis. The laser beam 11 passes through the assist gas injection path 19 and is applied to the work 20.
【0028】サーボモータ30の回転軸31の回転は、
ベルト33によってギヤ34の回転軸32に伝えられ
る。ギヤ34は、ノズル14に設けられたギヤ15と噛
み合わされている。そして、ノズル14はベヤリング1
6、17があることによって回転可能に保持されてい
る。The rotation of the rotary shaft 31 of the servomotor 30 is
It is transmitted to the rotating shaft 32 of the gear 34 by the belt 33. The gear 34 is meshed with the gear 15 provided on the nozzle 14. And the nozzle 14 is the bearing 1.
It is rotatably held by the presence of the six and seventeen.
【0029】このようなレーザ加工装置においてワーク
20を加工する場合、レーザビームは、集光レンズ12
で集光されワークに照射される。同時に、アシストガス
取り入れ口18から供給されたアシストガス13は、ア
シストガス噴射経路19よりワーク20に向かって吹き
つける。そして、数値制御装置は加工ヘッド10の移動
方向を計算し、アシストガスが必ず進行方向の後ろ側に
噴射されるようにサーボモータ30を制御する。このサ
ーボモータ30の回転がノズル14に伝えられ、ノズル
14を目的の方向に向けることができる。When the work 20 is processed by such a laser processing apparatus, the laser beam is generated by the condenser lens 12.
It is focused by and is irradiated to the work. At the same time, the assist gas 13 supplied from the assist gas intake port 18 is blown toward the work 20 from the assist gas injection path 19. Then, the numerical control device calculates the moving direction of the processing head 10 and controls the servo motor 30 so that the assist gas is always sprayed to the rear side in the traveling direction. The rotation of the servo motor 30 is transmitted to the nozzle 14 so that the nozzle 14 can be directed in a target direction.
【0030】上記の説明のように、レーザ加工装置によ
り切断加工を行う際には、アシストガスを常に進行方向
の斜め後方に向かって噴射するようにしたため、溶融金
属の飛散除去が効率よく行える。従って、レーザエネル
ギが溶融金属に妨げられずにワークに照射され、切断加
工の高速化が図れる。これは、厚板のワークを切断する
場合に特に効果がある。それは、ワークの板圧が厚くな
るほど、ワーク下層域での溶融の遅れが顕著になるから
である。As described above, when cutting is performed by the laser processing apparatus, the assist gas is always jetted rearward in the traveling direction, so that the molten metal can be efficiently scattered and removed. Therefore, the laser energy is applied to the work without being hindered by the molten metal, and the cutting speed can be increased. This is particularly effective when cutting a thick plate work. This is because the thicker the plate pressure of the work, the more noticeable the delay of melting in the lower layer region of the work.
【0031】例えば、軟鋼板厚12mmのワークを切断
する場合、従来のレーザ加工装置での最大切断速度は1
m/minであった。この速度は、レーザ出力が3kw
でも6kwでも同じである。ところが、アシストガスを
常に進行方向の斜め後方に向かって噴射することによ
り、レーザ出力3kwの場合には1.7m/minの切
断速度が得られ、レーザ出力6kwの場合には2.5m
/minの切断速度が得られる。つまり、溶融金属の飛
散除去が効率良く行われるようになったため、大出力の
レーザ加工装置を用いれば、そのレーザ出力に応じて切
断速度を向上させることができる。なお、このような厚
い板厚のワークを切断する場合には、溶融金属の飛散除
去が効率の良いアシストガスのビーム軸に対する傾き
は、約10°である。For example, when cutting a 12 mm thick mild steel plate, the maximum cutting speed in the conventional laser processing apparatus is 1.
It was m / min. At this speed, the laser output is 3 kW
But 6kw is the same. However, by always injecting the assist gas obliquely backward in the traveling direction, a cutting speed of 1.7 m / min is obtained when the laser output is 3 kw, and 2.5 m when the laser output is 6 kw.
A cutting speed of / min is obtained. That is, since the molten metal is efficiently scattered and removed, if a high-power laser processing device is used, the cutting speed can be improved according to the laser output. When cutting a work having such a large plate thickness, the inclination of the assist gas with respect to the beam axis, which is effective in removing the scattered molten metal efficiently, is about 10 °.
【0032】[0032]
【発明の効果】以上説明したように本発明では、ワーク
の切断加工を行う際には、アシストガスを常に進行方向
の斜め後方に向かって噴射するようにしたため、溶融金
属の飛散除去が効率よく行え、切断加工の高速化が可能
になる。As described above, according to the present invention, when the work is cut, the assist gas is always jetted rearward in the traveling direction, so that the molten metal can be efficiently scattered and removed. It can be done and the cutting speed can be increased.
【図1】本発明のレーザ加工装置の概略構成を示すブロ
ック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a laser processing apparatus of the present invention.
【図2】本発明の一実施例のNCレーザ装置の構成を示
したブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of an NC laser device according to an embodiment of the present invention.
【図3】本発明のレーザ加工装置による加工状況を示す
図である。FIG. 3 is a diagram showing a processing situation by the laser processing apparatus of the present invention.
【図4】レーザ加工装置の加工ヘッドを示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a processing head of a laser processing apparatus.
【図5】従来のレーザ加工装置による加工状況を示す図
である。FIG. 5 is a diagram showing a processing situation by a conventional laser processing apparatus.
10 加工ヘッド 11 レーザビーム 12 集光レンズ 13 アシストガス 14 ノズル 19 アシストガス噴射経路 81 前処理手段 82 補間手段 83 回転制御手段 10 Processing Head 11 Laser Beam 12 Condensing Lens 13 Assist Gas 14 Nozzle 19 Assist Gas Injection Path 81 Pre-Processing Means 82 Interpolating Means 83 Rotation Control Means
Claims (3)
ストガスを噴射させてワーク加工を行うレーザ加工装置
において、 ビーム軸に対し傾斜角を持ったアシストガス噴射経路を
有するノズルと、 加工プログラムから各軸の移動量を解読する前処理手段
と、 前記各軸の移動量をパルス出力する補間手段と、 前記各軸のパルス出力から加工の進行方向を判断し、ノ
ズルを回転させて、前記アシストガスを加工の進行方向
に対して常に斜め後方に向かって噴射させる回転制御手
段と、 を有することを特徴とするレーザ加工装置。1. A laser processing apparatus for processing a workpiece by injecting an assist gas together with a laser beam from the same opening, wherein a nozzle having an assist gas injection path having an inclination angle with respect to the beam axis and each axis from a processing program. Pre-processing means for decoding the movement amount of each axis, an interpolating means for outputting the movement amount of each axis in a pulsed manner, judging the progress direction of the machining from the pulse output of each axis, rotating the nozzle, the assist gas A laser processing apparatus comprising: a rotation control unit configured to always eject obliquely rearward with respect to a traveling direction of processing.
の傾斜角を持ったアシストガス噴射経路を有することを
特徴とする請求項1記載のレーザ加工装置。2. The nozzle is about 10 ° with respect to the beam axis.
The laser processing apparatus according to claim 1, further comprising an assist gas injection path having an inclination angle of.
ストガスを噴射させてワーク加工を行うレーザ加工方法
において、 ビーム軸に対し傾斜角を持ったアシストガス噴射経路を
有するノズルを回転させることにより、前記アシストガ
スを加工の進行方向に対して常に斜め後方に向かって噴
射させることを特徴とするレーザ加工方法。3. A laser processing method for injecting an assist gas together with a laser beam from the same opening to process a work, by rotating a nozzle having an assist gas injection path having an inclination angle with respect to the beam axis, A laser processing method characterized in that an assist gas is always sprayed obliquely rearward with respect to a processing progressing direction.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6165009A JPH0825077A (en) | 1994-07-18 | 1994-07-18 | Device and method for laser beam machining |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6165009A JPH0825077A (en) | 1994-07-18 | 1994-07-18 | Device and method for laser beam machining |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0825077A true JPH0825077A (en) | 1996-01-30 |
Family
ID=15804113
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6165009A Pending JPH0825077A (en) | 1994-07-18 | 1994-07-18 | Device and method for laser beam machining |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0825077A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100374243C (en) * | 2005-01-14 | 2008-03-12 | 财团法人工业技术研究院 | Laser-auxiliary cutting device |
JP2014008521A (en) * | 2012-06-29 | 2014-01-20 | Mitsubishi Electric Corp | Machining nozzle of laser beam machine, and laser beam machine |
US10852711B2 (en) | 2017-08-22 | 2020-12-01 | Fanuc Corporation | Laser machine |
-
1994
- 1994-07-18 JP JP6165009A patent/JPH0825077A/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN100374243C (en) * | 2005-01-14 | 2008-03-12 | 财团法人工业技术研究院 | Laser-auxiliary cutting device |
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US10852711B2 (en) | 2017-08-22 | 2020-12-01 | Fanuc Corporation | Laser machine |
DE102018213900B4 (en) | 2017-08-22 | 2022-10-27 | Fanuc Corporation | laser machine |
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