JPH08281461A - Machining head of laser machining apparatus - Google Patents
Machining head of laser machining apparatusInfo
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- JPH08281461A JPH08281461A JP7089230A JP8923095A JPH08281461A JP H08281461 A JPH08281461 A JP H08281461A JP 7089230 A JP7089230 A JP 7089230A JP 8923095 A JP8923095 A JP 8923095A JP H08281461 A JPH08281461 A JP H08281461A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はレーザー加工装置の加工
ヘッドに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a processing head of a laser processing device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】本発明に関連する従来の技術として特表
平０７−５０１２６６号がある。この従来の技術におけ
る基本的実施例を図６及び図７に示してある。2. Description of the Related Art As a prior art related to the present invention, there is Japanese Patent Publication No. 07-501266. A basic embodiment of this prior art is shown in FIGS.
【０００３】図６に示した例では、被加工物（１０）を
その材料の融解温度以下の発火燃焼温度まで表面を予熱
するためのレーザービーム（２３）が、可燃性ガス（１
２）（例えば酸素）を前記被加工物（１０）に噴射する
ノズル（２０）の内部を同軸に通過する様に設けられて
いる。In the example shown in FIG. 6, the laser beam (23) for preheating the surface of the workpiece (10) to an ignition and combustion temperature below the melting temperature of the material is a flammable gas (1).
2) It is provided so as to coaxially pass through the inside of the nozzle (20) for injecting (for example, oxygen) onto the workpiece (10).
【０００４】また図７に示した例では、予熱用のレーザ
ービーム（２３）は、その軸線（２３’）が前記ノズル
（２０）の縦軸（２０”）に対して切断進行方向（２
８）において、前方に角度αだけ傾斜して設けられてい
る。このレーザービーム（２３’）の焦点（２２）は被
加工物表面（１１）の上方に設けられているので、ノズ
ル（２０）の縦軸（２０”）を含む位置の被加工物表面
（１１）に楕円形のビームスポットを生じる。In the example shown in FIG. 7, the laser beam (23) for preheating has its axis (23 ') with respect to the vertical axis (20 ") of the nozzle (20) in the cutting direction (2).
In 8), it is provided inclining forward by an angle α. Since the focus (22) of this laser beam (23 ') is provided above the workpiece surface (11), the workpiece surface (11) at a position including the vertical axis (20 ") of the nozzle (20). ) Produces an elliptical beam spot.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】図６に示す様な上述の
従来技術においては、可燃性ガス（１２）が被加工物表
面（１１）に噴射される位置の周囲にレーザービーム
（２３）によって予熱される領域ができるので、ノズル
（２０）と被加工物（１０）とを任意の方向に相対的に
移動させることにより金属材料を切断をすることが可能
ではある。しかし、このノズル（２０）の中を可燃性ガ
ス（１２）とレーザービーム（２３）とを同軸に通過さ
せる構造においては、ノズル（２０）内に供給される可
燃性ガスの圧力の変動が集光レンズ（２９）に変動的変
形を与えるので、レーザービーム（２３）の焦点位置
（２２）がランダムに変化して予熱温度の制御を難しく
する。In the above-mentioned prior art as shown in FIG. 6, the laser beam (23) is used around the position where the combustible gas (12) is jetted onto the workpiece surface (11). Since a preheated region is formed, it is possible to cut the metal material by moving the nozzle (20) and the workpiece (10) relatively in an arbitrary direction. However, in the structure in which the combustible gas (12) and the laser beam (23) are passed through the nozzle (20) coaxially, fluctuations in the pressure of the combustible gas supplied into the nozzle (20) are collected. Since the optical lens (29) is subject to variable deformation, the focal position (22) of the laser beam (23) changes randomly, making it difficult to control the preheating temperature.
【０００６】もし、ノズルの上部にレーザービーム（２
３）が透過可能で、ガスの圧力に耐えるウインドを設け
れば、前記集光レンズ（２９）のガス圧による変形は押
さえられるが、この場合にはウインドによるレーザービ
ーム（２３）の反射及び透過によりレーザービーム（２
３）の減衰が発生する。さらに、このウインドをエネル
ギー密度の高い集光されたレーザービーム（２３）が透
過するため、ウインドが吸収するエネルギーでウインド
が熱膨脹してレンズ効果を生じ、やはりレーザービーム
（２３）の焦点位置（２２）に変動を与えるという問題
が生じる。If the laser beam (2
If a window which can transmit 3) and can withstand the pressure of gas is provided, the deformation of the condenser lens (29) due to the gas pressure can be suppressed, but in this case, the reflection and transmission of the laser beam (23) by the window. Laser beam (2
3) Attenuation occurs. Further, since the focused laser beam (23) having a high energy density is transmitted through this window, the energy absorbed by the window causes the window to thermally expand and produce a lens effect, and the focus position (22) of the laser beam (23) is also generated. ), The problem of giving a fluctuation arises.
【０００７】また図７に示した上述の従来技術において
は、予熱用のレーザービーム（２３）は、その軸線（２
３’）が前記ノズル（２０）の縦軸（２０”）に対して
切断進行方向（２８）において、楕円形のビームスポッ
トとして被加工物表面（１１）に照射されるので、予熱
用のレーザービーム（２３）の照射位置を切断進行方向
（２８）の変化に合わせて移動制御させる必要がある。In the above-mentioned prior art shown in FIG. 7, the laser beam (23) for preheating has its axis (2).
3 ') is irradiated on the surface (11) of the workpiece as an elliptical beam spot in the cutting direction (28) with respect to the vertical axis (20 ") of the nozzle (20). It is necessary to control the movement of the irradiation position of the beam (23) according to the change of the cutting proceeding direction (28).
【０００８】本発明は上述の如き問題点に鑑みてなされ
たものであり、切断加工部の全周にほぼ円環状の予熱領
域を形成可能なレーザービームを集光する光学系を設け
る共に、予熱領域に噴射する酸素ガスの圧力が前記光学
系に及ばない様に設け、任意の方向に対して精度の高い
切断が可能なレーザー加工装置の加工ヘッドを提供する
ことである。The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and an optical system for converging a laser beam capable of forming a substantially annular preheating region is provided on the entire circumference of a cutting portion, and the preheating is performed. It is an object of the present invention to provide a processing head of a laser processing apparatus that is provided so that the pressure of oxygen gas injected into a region does not reach the optical system and that can perform highly accurate cutting in any direction.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載のレーザー加工装置の加工ヘッド
は、レーザー加工装置の加工ヘッドに対して相対的に移
動する金属材料の表面を融解温度以下の発火燃焼温度ま
で予熱し、酸素ガスのジェットを前記温度に予熱された
予熱領域に噴射して前記金属材料を切断する装置におい
て、前記加工ヘッドのハウジング内部に導入されたレー
ザービームを該レーザービームの光軸中心において反射
する円錐状の反射鏡を前記ハウジング内に設け、該反射
鏡からの反射光を金属材料の表面の上方位置に収束可能
な円環状の凹面鏡を前記反射鏡に対向させて設け、該凹
面鏡からのレーザービームが通過可能な複数のレーザー
ビーム通過孔を前記ハウジング底部に設けると共に、該
ハウジング底部に前記レーザービームの光軸中心と同軸
に酸素ガスのジェットを噴射可能なガスジェット噴射ノ
ズルを設けたことを特徴とするものである。In order to achieve the above object, a processing head of a laser processing apparatus according to claim 1 has a surface of a metal material that moves relative to the processing head of the laser processing apparatus. In a device that preheats to an ignition combustion temperature below a melting temperature and injects a jet of oxygen gas into a preheating region preheated to the temperature to cut the metal material, a laser beam introduced inside the housing of the processing head is used. A conical reflecting mirror that reflects at the center of the optical axis of the laser beam is provided in the housing, and an annular concave mirror capable of converging the reflected light from the reflecting mirror above the surface of the metal material is provided in the reflecting mirror. A plurality of laser beam passage holes, which are provided so as to face each other and through which the laser beam from the concave mirror can pass, are provided in the housing bottom portion, and the housing bottom portion has It is characterized in the provision of the optical axis center and a gas jet nozzle which can inject a jet of coaxial oxygen gas laser beam.
【００１０】請求項２に記載のレーザー加工装置の加工
ヘッドは、請求項１に記載のレーザー加工装置の加工ヘ
ッドにおいて、前記円環状の凹面鏡を複数に分割して設
け、該複数に分割して設けた凹面鏡から反射されるレー
ザービームの位置に合わせてレーザービーム通過孔を前
記ハウジング底部に設けると共に、前記複数の円環状の
凹面鏡を支承するハウジングに該ハウジングを冷却する
冷却手段を設けたことを特徴とするものである。According to a second aspect of the present invention, there is provided a machining head of the laser machining apparatus of the first aspect, wherein the annular concave mirror is provided in a plurality of divisions. A laser beam passage hole is provided at the bottom of the housing according to the position of the laser beam reflected from the provided concave mirror, and a cooling means for cooling the housing is provided in the housing supporting the plurality of annular concave mirrors. It is a feature.
【００１１】請求項３に記載のレーザー加工装置の加工
ヘッドは、請求項１または請求項２に記載のレーザー加
工装置の加工ヘッドにおいて、前記ガスジェット噴射ノ
ズルにつながるガスチャンバーを前記ハウジング内部に
設けたことを特徴とするものである。The processing head of the laser processing apparatus according to claim 3 is the processing head of the laser processing apparatus according to claim 1 or 2, wherein a gas chamber connected to the gas jet nozzle is provided inside the housing. It is characterized by that.
【００１２】[0012]
【作用】請求項１の如きレーザー加工装置の加工ヘッド
とすることにより、切断加工部の全周にほぼ円環状の予
熱領域を形成することが可能であり、予熱領域に噴射す
る酸素ガスの圧力が前記光学系に及ばない。With the processing head of the laser processing apparatus according to the first aspect, it is possible to form a substantially annular preheating region on the entire circumference of the cutting processing portion, and the pressure of the oxygen gas injected into the preheating region. Does not reach the optical system.
【００１３】請求項２の如きレーザー加工装置の加工ヘ
ッドとすることにより、凹面鏡の一部が破損した場合、
破損した凹面鏡のみを交換することができる。また凹面
鏡が取付けられていない部分のハウジングが吸収した熱
を速やかに除去することができる。By using the processing head of the laser processing apparatus according to claim 2, when a part of the concave mirror is damaged,
Only the broken concave mirror can be replaced. Further, the heat absorbed by the housing in the portion where the concave mirror is not attached can be promptly removed.
【００１４】請求項３の如きレーザー加工装置の加工ヘ
ッドとすることにより、ガスジェット噴射ノズルから噴
射されるガスの圧力変動を少なくするができる。By using the processing head of the laser processing apparatus according to the third aspect, it is possible to reduce the pressure fluctuation of the gas jetted from the gas jet jet nozzle.
【００１５】[0015]
【実施例】次に本発明に係わるレーザー加工装置の加工
ヘッドの実施例について図面を参照しながら説明する。
図１はレーザー加工装置の加工ヘッドの実施例の縦断面
図を示したものであり図２はこの加工ヘッドの斜視図で
ある。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, an embodiment of a processing head of a laser processing apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a vertical sectional view of an embodiment of a processing head of a laser processing apparatus, and FIG. 2 is a perspective view of this processing head.
【００１６】さて、図１及び図２を参照するに、加工ヘ
ッド１のハウジング３は底部５を備えた中空の円筒形状
に形成してあり、このハウジング３の底部５にはこのハ
ウジング内部に導入されたレーザービーム７をその光軸
中心において反射する円錐状の反射鏡９が設けてある。1 and 2, the housing 3 of the processing head 1 is formed in a hollow cylindrical shape having a bottom portion 5, and the bottom portion 5 of the housing 3 is introduced into the housing. A conical reflecting mirror 9 is provided for reflecting the laser beam 7 thus produced at the center of its optical axis.
【００１７】また、上記反射鏡９からの反射光を被加工
材となる金属材料１１の表面１３の上方位置ｄに収束可
能な円環状の凹面鏡１５を前記反射鏡９に対向させて設
けてある。そして、この円環状の凹面鏡１５で反射され
たレーザービーム７’が通過可能な複数のレーザービー
ム通過孔１７を前記ハウジング３の底部５に設けてあ
る。An annular concave mirror 15 capable of converging the reflected light from the reflecting mirror 9 at a position d above the surface 13 of the metal material 11 to be processed is provided facing the reflecting mirror 9. . A plurality of laser beam passage holes 17 through which the laser beam 7'reflected by the annular concave mirror 15 can pass are provided in the bottom portion 5 of the housing 3.
【００１８】さらに、ハウジング３の底部５には前記レ
ーザービーム７の光軸中心１９と同軸に酸素ガス２１の
ジェット２３を噴射可能なガスジェット噴射ノズル２５
を設けてある。このガスジェット噴射ノズル２５が設て
ある前記ハウジング３の底部５には、酸素ガス２１のガ
ス供給管路２７につながるガスチャンバー２９が設けて
ある。Further, a gas jet injection nozzle 25 capable of injecting a jet 23 of oxygen gas 21 coaxially with the optical axis center 19 of the laser beam 7 is provided on the bottom 5 of the housing 3.
Is provided. At the bottom portion 5 of the housing 3 where the gas jet injection nozzle 25 is provided, a gas chamber 29 connected to a gas supply conduit 27 for the oxygen gas 21 is provided.
【００１９】また、前記円環状の凹面鏡１５が設けられ
ているハウジング３の筒部分には、ハウジング３を冷却
するための環状の冷却液流路３１を設けてある。この環
状の冷却液流路３１に冷却液を供給する冷却液供給口３
３と冷却液を排出する冷却液排出口３５とが適宜な位置
に設けてある。An annular cooling liquid passage 31 for cooling the housing 3 is provided in the cylindrical portion of the housing 3 where the annular concave mirror 15 is provided. Cooling liquid supply port 3 for supplying the cooling liquid to the annular cooling liquid passage 31.
3 and a cooling liquid discharge port 35 for discharging the cooling liquid are provided at appropriate positions.
【００２０】上記構成において、図示省略のレーザー光
源からハウジング３の内部に導入されたレーザービーム
７は、このレーザービーム７の光軸中心に設けた円錐状
の反射鏡９により、その周囲に設けた円環状の凹面鏡１
５に反射される。そして、この凹面鏡１５により再度反
射されたレーザービーム７’はハウジング３の底部５に
設けた複数のレーザービーム通過孔１７を通過して被加
工材となる金属材料１１の表面１３に照射されることに
なる。このとき前記凹面鏡１５の焦点を前記金属材料１
１の表面１３の上方位置ｄに収束する様に設けてあるの
で、この金属材料１１の表面１３にレーザービーム７’
がほぼ円環状に拡散した予熱領域３７が形成されること
になる。In the above construction, the laser beam 7 introduced into the housing 3 from a laser light source (not shown) is provided around the conical reflecting mirror 9 provided at the center of the optical axis of the laser beam 7. Annular concave mirror 1
It is reflected by 5. Then, the laser beam 7'reflected again by the concave mirror 15 passes through a plurality of laser beam passage holes 17 provided in the bottom portion 5 of the housing 3 and is applied to the surface 13 of the metal material 11 to be processed. become. At this time, the focal point of the concave mirror 15 is set to the metal material 1
Since it is provided so as to converge at a position d above the surface 13 of the laser beam 1, the laser beam 7 '
Thus, a preheating region 37 is formed in which is diffused in a substantially annular shape.
【００２１】そして、被加工材となる金属材料１１の表
面１３の予熱領域３７はレーザービーム７’により、そ
の金属材料の融解温度以下の発火燃焼温度まで予熱され
ることになる。例えば冷間圧延鋼板のＳＰＣの場合、発
火燃焼温度は約１，２００℃であり、金属材料１１の表
面１３の予熱領域３７への入力エネルギーを４〜５ｋＷ
程度にすれば、深さ０．５ｍｍ程度までを数秒以内で
１，２００℃に予熱することが可能である。Then, the preheating region 37 on the surface 13 of the metal material 11 to be processed is preheated by the laser beam 7'to the ignition and combustion temperature below the melting temperature of the metal material. For example, in the case of SPC of a cold rolled steel sheet, the ignition and combustion temperature is about 1,200 ° C., and the input energy to the preheating region 37 of the surface 13 of the metal material 11 is 4 to 5 kW.
If the depth is set to about 0.5 mm, it is possible to preheat to a depth of about 0.5 mm to 1,200 ° C. within a few seconds.
【００２２】或いは、出力数ｋＷのレーザーを用いる場
合でも、材質に応じて材料表面で６Ｗ／ｍｍ2 〜９０Ｗ
／ｍｍ2 のパワー密度を有するように、レーザーの焦点
位置からの焦点はずし量を選ぶことによって、上記の条
件に予熱することができる。なお従来の１つのレーザー
光で行った場合の実験では、同パワー密度は３０Ｗ／ｍ
ｍ2 程度であった。Alternatively, even when a laser having an output of several kW is used, 6 W / mm 2 to 90 W is applied on the material surface depending on the material.
The above conditions can be preheated by choosing the defocus amount from the focus position of the laser so as to have a power density of / mm 2 . It should be noted that in the experiment conducted with one conventional laser beam, the same power density was 30 W / m.
It was about m 2 .
【００２３】上述の様に金属材料１１の表面１３の予熱
領域３７を、その金属材料の融解温度以下の発火燃焼温
度まで予熱すると同時に、圧力４〜２０Ｂａｒ（約０．
４ＭＰａ〜２ＭＰａ）の酸素ガスを噴射ノズル２５から
金属材料１１の表面１３の切断加工部３９に噴射させな
がら金属材料１１を加工ヘッドに対して相対的に移動さ
せることにより被加工材となる金属材料１１を任意の方
向に切断することが可能である。As described above, the preheating region 37 of the surface 13 of the metal material 11 is preheated to the ignition combustion temperature below the melting temperature of the metal material, and at the same time, the pressure is 4 to 20 Bar (about 0.
(4 MPa to 2 MPa) oxygen gas is jetted from the jet nozzle 25 to the cutting portion 39 of the surface 13 of the metal material 11 to move the metal material 11 relative to the working head. It is possible to cut 11 in any direction.
【００２４】なお、前記ガスジェット噴射ノズル２５の
近傍に設けた前記ガスチャンバー２９には、ガスジェッ
ト噴射ノズル２５での消費量より多い量の酸素ガスが常
に供給され加圧貯留してある。そのため、設定された圧
力に対して圧力変動がほとんどない安定した圧力の酸素
ガスを噴射することができる。The gas chamber 29 provided in the vicinity of the gas jet injection nozzle 25 is constantly supplied with oxygen gas in an amount larger than the amount consumed in the gas jet injection nozzle 25 and stored under pressure. Therefore, it is possible to inject oxygen gas at a stable pressure with little pressure fluctuation with respect to the set pressure.
【００２５】また、前記円錐状の反射鏡９の頂角は９０
度であるが、使用するレーザービーム７の直径の大小に
よて適宜な頂角を選択することが可能である。例えば図
３は、レーザービーム７の直径が小さい場合で、頂角３
０度の反射鏡９を使用した例である。図４はレーザービ
ーム７の直径が大きい場合で、頂角１２０度の反射鏡９
を使用した例である。なお、当然ながら反射鏡９の頂角
を小さくすると反射されるレーザービーム７’の幅が大
きくなり集光の仕方が短焦点レンズと相当の作用をし、
逆に反射鏡９の頂角を大きくすると反射されるレーザー
ビーム７’の幅が小さくなるので、長焦点レンズの相当
の作用をする。なお凹面鏡のサイズも反射されるレーザ
ービームの幅に合わせたものを使用することになる。The apex angle of the conical reflecting mirror 9 is 90.
However, it is possible to select an appropriate apex angle depending on the size of the diameter of the laser beam 7 used. For example, FIG. 3 shows a case where the diameter of the laser beam 7 is small and the apex angle 3
This is an example of using a 0-degree reflecting mirror 9. FIG. 4 shows a case where the laser beam 7 has a large diameter, and the reflecting mirror 9 has an apex angle of 120 degrees.
Is an example of using. Of course, if the apex angle of the reflecting mirror 9 is made smaller, the width of the reflected laser beam 7'becomes larger and the way of focusing has a considerable effect on the short focus lens.
On the contrary, if the apex angle of the reflecting mirror 9 is increased, the width of the laser beam 7'reflected becomes smaller, so that it has a considerable effect as a long focus lens. In addition, the size of the concave mirror should be adjusted to the width of the reflected laser beam.
【００２６】なおまた、前記凹面鏡１５は一体的な凹面
鏡の代わりに複数の凹面鏡に分割して設けても同一の作
用と効果を得ることが可能である。In addition, the concave mirror 15 may be divided into a plurality of concave mirrors instead of an integral concave mirror to obtain the same operation and effect.
【００２７】[0027]
【発明の効果】以上の説明から理解されるように、請求
項１に記載の発明によれば、切断加工部の全周にほぼ円
環状の予熱領域を形成することが可能であり、また予熱
領域に噴射する酸素ガスの圧力が前記光学系に及ばな
い。従って金属材料を加工ヘッドに対して相対的に移動
させることにより金属材料を任意の方向に切断すること
ができると共に酸素ガスの圧力が前記光学系に及ばない
ので光学系の熱変形による予熱領域の温度の変動が生じ
にくい。As can be understood from the above description, according to the invention described in claim 1, it is possible to form a substantially annular preheating region on the entire circumference of the cutting portion, and the preheating is performed. The pressure of the oxygen gas injected into the area does not reach the optical system. Therefore, by moving the metal material relative to the processing head, the metal material can be cut in any direction, and the pressure of the oxygen gas does not reach the optical system. Temperature fluctuations are less likely to occur.
【００２８】また請求項２に記載の発明によれば、凹面
鏡の一部が破損した場合、破損した凹面鏡のみを交換で
きる利点がある。また凹面鏡が取付けられていない部分
のハウジングが吸収した熱を速やかに除去することがで
きるので、凹面鏡を分割することによる光学系に対する
熱影響を心配する必要がない。Further, according to the invention described in claim 2, when a part of the concave mirror is damaged, there is an advantage that only the damaged concave mirror can be replaced. Further, since the heat absorbed by the housing in the portion where the concave mirror is not attached can be quickly removed, there is no need to worry about the thermal influence on the optical system by dividing the concave mirror.
【００２９】請求項３に記載の発明によれば、ガスジェ
ット噴射ノズルから噴射されるガスの圧力変動を少なく
するができるので、安定した切断加工を行うことが可能
となり切断面の品質が向上する。According to the third aspect of the invention, the pressure fluctuation of the gas jetted from the gas jet jet nozzle can be reduced, so that stable cutting can be performed and the quality of the cut surface is improved. .
【図１】本発明に係わるレーザー加工装置の加工ヘッド
の実施例。FIG. 1 is an example of a processing head of a laser processing apparatus according to the present invention.
【図２】本発明に係わるレーザー加工装置の加工ヘッド
の実施例の斜視図。FIG. 2 is a perspective view of an embodiment of a processing head of a laser processing apparatus according to the present invention.
【図３】本発明に係わるレーザー加工装置の加工ヘッド
の実施例における円錐状の反射鏡に頂角９０度の円錐状
の反射鏡を用いた例。FIG. 3 shows an example in which a conical reflecting mirror having an apex angle of 90 degrees is used as the conical reflecting mirror in the working head of the laser processing apparatus according to the present invention.
【図４】本発明に係わるレーザー加工装置の加工ヘッド
の実施例における円錐状の反射鏡に頂角１２０度の円錐
状の反射鏡を用いた例。FIG. 4 is an example in which a conical reflecting mirror having an apex angle of 120 ° is used as the conical reflecting mirror in the working head of the laser processing apparatus according to the present invention.
【図５】金属材料の表面の予熱領域と切断加工部との位
置関係を示した拡大図。FIG. 5 is an enlarged view showing a positional relationship between a preheating region on a surface of a metal material and a cutting portion.
【図６】従来技術の実施例。FIG. 6 is an example of the prior art.
【図７】従来技術の別の実施例。FIG. 7 is another embodiment of the prior art.
１ 加工ヘッド ３ ハウジング ５ 底部 ７，７’ レーザービーム ９ 反射鏡 １１ 金属材料 １３ 表面 １５ 凹面鏡 １７ レーザービーム通過孔 １９ 光軸中心 ２１ 酸素ガス ２３ ジェット ２５ ガスジェット噴射ノズル ２７ ガス供給管路 ２９ ガスチャンバー ３１ 冷却液流路 ３３ 冷却液供給口 ３５ 冷却液排出口 ３７ 予熱領域 ３９ 切断加工部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Processing head 3 Housing 5 Bottom part 7,7 'Laser beam 9 Reflecting mirror 11 Metal material 13 Surface 15 Concave mirror 17 Laser beam passage hole 19 Optical axis center 21 Oxygen gas 23 Jet 25 Gas jet injection nozzle 27 Gas supply pipe 29 Gas chamber 31 Coolant Flow Channel 33 Coolant Supply Port 35 Coolant Discharge Port 37 Preheating Area 39 Cutting Processing Section
Claims (3)
相対的に移動する金属材料の表面を該金属材料の融解温
度以下の発火燃焼温度まで予熱し、酸素ガスのジェット
を前記温度に予熱された予熱領域に噴射して前記金属材
料を切断する装置において、前記加工ヘッドのハウジン
グ内部に導入されたレーザービームを該レーザービーム
の光軸中心において反射する円錐状の反射鏡を前記ハウ
ジング内に設け、該反射鏡からの反射光を前記金属材料
の表面の上方位置に収束可能な円環状の凹面鏡を前記反
射鏡に対向させて設け、該凹面鏡からのレーザービーム
が通過可能な複数のレーザービーム通過孔を前記ハウジ
ング底部に設けると共に、該ハウジング底部に前記レー
ザービームの光軸中心と同軸に酸素ガスのジェットを噴
射可能なガスジェット噴射ノズルを設けたことを特徴と
するレーザー加工装置の加工ヘッド。1. A surface of a metal material that moves relative to a processing head of a laser processing apparatus is preheated to an ignition and combustion temperature below a melting temperature of the metal material, and a jet of oxygen gas is preheated to the temperature. In a device for injecting into a preheating region to cut the metal material, a conical reflecting mirror that reflects a laser beam introduced into the housing of the processing head at the optical axis center of the laser beam is provided in the housing, An annular concave mirror capable of converging light reflected from the reflecting mirror above the surface of the metal material is provided facing the reflecting mirror, and a plurality of laser beam passage holes through which a laser beam from the concave mirror can pass. Is provided at the bottom of the housing, and a gas jet capable of injecting a jet of oxygen gas coaxially with the optical axis center of the laser beam is provided at the bottom of the housing. A processing head for a laser processing apparatus, which is provided with a jet nozzle.
け、該複数に分割して設けた凹面鏡から反射されるレー
ザービームの位置に合わせてレーザービーム通過孔を前
記ハウジング底部に設けると共に、前記複数の円環状の
凹面鏡を支承するハウジングに該ハウジングを冷却する
冷却手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載のレ
ーザー加工装置の加工ヘッド。2. The annular concave mirror is provided in a plurality of divisions, and a laser beam passage hole is provided at the bottom of the housing in accordance with the position of the laser beam reflected from the concave mirrors provided in the plurality of divisions. The processing head of a laser processing apparatus according to claim 1, wherein a housing for supporting the plurality of annular concave mirrors is provided with cooling means for cooling the housing.
ガス供給管路につながるガスチャンバーを前記ハウジン
グ底部に設けたことを特徴とする請求項１または請求項
２に記載のレーザー加工装置の加工ヘッド。3. In the gas jet injection nozzle,
The processing head of a laser processing apparatus according to claim 1 or 2, wherein a gas chamber connected to a gas supply line is provided at the bottom of the housing.
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