JPH0857676A - レーザー処理ヘッド及びレーザー処理方法 - Google Patents

レーザー処理ヘッド及びレーザー処理方法

Info

Publication number
JPH0857676A
JPH0857676A JP7213995A JP21399595A JPH0857676A JP H0857676 A JPH0857676 A JP H0857676A JP 7213995 A JP7213995 A JP 7213995A JP 21399595 A JP21399595 A JP 21399595A JP H0857676 A JPH0857676 A JP H0857676A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas
lens
housing
laser processing
nozzle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP7213995A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3759642B2 (ja
Inventor
William A James
ウィリアム・エイ・ジェイムズ
Stephen H Breitkopf
スティーブン・エイチ・ブレイコフ
Robert H Kirchhoff
ロバート・エイチ・キールコッフ
Robert G Provell
ロバート・ジー・プルーヴェル
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Johnson and Johnson Consumer Inc
Original Assignee
McNeil PPC Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by McNeil PPC Inc filed Critical McNeil PPC Inc
Publication of JPH0857676A publication Critical patent/JPH0857676A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3759642B2 publication Critical patent/JP3759642B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/14—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor
    • B23K26/1462—Nozzles; Features related to nozzles
    • B23K26/1482—Detachable nozzles, e.g. exchangeable or provided with breakaway lines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/064—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/064—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms
    • B23K26/0648—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms comprising lenses
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/0665—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by beam condensation on the workpiece, e.g. for focusing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/14—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/14—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor
    • B23K26/142—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor for the removal of by-products
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/14—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor
    • B23K26/1435—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor involving specially adapted flow control means
    • B23K26/1438—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor involving specially adapted flow control means for directional control
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/14—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor
    • B23K26/1462—Nozzles; Features related to nozzles
    • B23K26/1464—Supply to, or discharge from, nozzles of media, e.g. gas, powder, wire
    • B23K26/1476—Features inside the nozzle for feeding the fluid stream through the nozzle

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高パワー及び／又は長時間の処理でも加工物
から切削された破片等が戻ってきて集束レンズを傷付け
ることのないレーザー処理ヘッド及びレーザー処理方法
を提供すること。 【解決手段】 レーザー処理ヘッド２０は、ハウジング
２２、ハウジング２２内に取り付けられたレンズホルダ
ーノズル２４、ガスをハウジング２２内に保持された集
束レンズ２６の近くに導入してレンズ２６を冷やし加工
物からの切削物による汚染や損傷から防ぐガス分散機３
６からなる。ガス分散機３６は、レンズの面２６ａから
離れノズル出口４２の方へ方向付けられたガス流の渦を
生じる複数の角度のある分散スロットを有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、レーザー処理ヘ
ッドに関するものであり、特にプラスチックや金属等の
物質の高パワー切断，切削，穴あけに使用するのに適し
た改善されたレーザー処理ヘッド及びレーザー処理方法
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】レーザー処理は、工作機械及び印刷工業
ではよく知られている。レーザー処理は物質を切断及び
／又は切削するために使用される。レーザー処理ヘッド
には、通常、ほぼ円筒のハウジングに取り付けられた集
束レンズがある。集束レンズは、一対の保持リングをレ
ンズの各サイドに１個づつ用いることによりハウジング
に保持される。レーザー処理ヘッドには、通常はさら
に、ハウジングの一端でハウジングに接続するノズルが
ある。ノズルには、集束したレーザービームが処理ヘッ
ドを出るとき通過する狭い開口部がある。その後そのレ
ーザービームは加工物に衝突する。使用時には、レーザ
ービームは集束レンズを通って加工物に向かう。幾つか
の場合は、レーザービームは１以上の離れた位置にある
鏡で偏向し、その後集束したレンズを通過し加工物に達
するように方向付けられる。集束したレーザービームに
よって加工物を切削又は切断するとき生じる破片を集め
て除くために、レーザー処理ヘッドとは分離している真
空破片除去システムが通常使用される。上記のノズルは
集束レンズが真空破片除去システムで取り除けなかった
破片と接触するのを防ぐ。
【０００３】図１は従来のレーザー処理ヘッドの断面図
である。レーザー処理ヘッド１には、中空の円筒状のレ
ンズホルダー２がある。レンズホルダー２は内側チャン
バー１５を有し、その中には集束レンズ３が一対のロッ
キングリング４，５によって保持されている。ノズル６
は、Ｏリング７とロッキングセットネジ８によって、ホ
ルダー２の外面に固定されている。Ｏリング７はチャン
バー１５を封止する。ノズル６には、狭い開口部１０を
有するチップ９がある。レーザービームは、レンズ３に
よって集束され、開口部１０を通るように方向づけられ
る。オプションとして、このレーザービームは離された
位置にある鏡（図１には図示せず）によって偏向されて
いてもよい。レーザービームは、開口部１０を出ると、
加工物の物質を切削又は切断する。先に示したように、
真空破片除去システム（図示せず）がノズル６を囲み、
切削又は切断された物質のほとんどを除去する。しかし
ながら、切削物質は表面から高い速度で離れるので、レ
ーザー処理ヘッドを囲む真空システムは全ての破片を除
けず、その一部がノズルの開口部に入る恐れがある。ノ
ズル６の開口部１０は狭いので、切削された物質の大き
な破片がレンズの方に戻ることは防止される。しかしな
がら、この構成においても、汚染物や破片が加工物表面
から跳ね返って戻り開口部１０を通って、レンズを傷付
け操作不能とする。
【０００４】この問題を解決する試みとして、従来は、
空気又は他の気体（ガス）を開口部１０を通って加工物
に向かわせしめ、粒子がレンズホルダー２へ戻るのを防
ぐシステムが使用されていた。図１に示すように、この
システムは、ホルダー２にあるスロット１３と共にノズ
ル６にあるガス入口１１と円周ガスチャンバー１２から
なる。ガス路は参照番号１４で示される。図１に示され
る従来のレーザー処理ヘッドは多くの用途に適している
が、加工物表面から多量の物質を切削する高パワーレー
ザーはさらに改善されたシステムを必要とする。このよ
うな高パワーレーザーでは、１２００ワット以上のエネ
ルギーレベルを有するレーザービームが、加工物表面か
ら物質を切削するために、使用される。図１に概略示さ
れるタイプの従来のレーザー処理ヘッドは、長時間高パ
ワーで、切削された物質がノズル開口部を通って跳ね戻
るのを防ぐのに、適していない。レンズは加工物表面か
らの汚染物で被膜される恐れがある。幾つかの場合で
は、この汚染物が、集束レンズにひびが入ったり集束レ
ンズを損傷する熱の蓄積の原因となる。上記の汚染物及
び／又は熱蓄積を避けるために、処理を定期的に中断し
集束レンズを洗浄する必要がある。その結果、時間が浪
費され操作効率が減じる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来のレーザー処理ヘ
ッド及びレーザー処理方法は、高パワー及び／又は長時
間の処理の際、加工物から切削された破片等が戻ってき
て集束レンズを傷付ける等の課題があった。この発明は
上記のような課題を解消するためになされたもので、そ
の目的は高パワー及び／又は長時間の処理でも加工物か
ら切削された破片等が戻ってきて集束レンズを傷付ける
ことのないレーザー処理ヘッド及びレーザー処理方法を
提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、圧力をかけて
ガスをヘッドに導入するガス分配手段を有する改善され
たレーザー処理ヘッドに関する。ガス分配手段は、レン
ズに近接し、加工物から発散する汚染物や切削物質によ
りレンズが損傷するのを防ぐ。ガスの流れは、レンズに
入った後、レンズから離れノズルの方に向く。本発明の
好ましい一実施例では、ガス分配手段は、ガスがレンズ
に近接したヘッドに入ると渦作用を形成する手段からな
る。ガスの渦はレンズを清浄に保ち、レンズにおける熱
の蓄積を無くす。ガスの渦は、汚染物や切削された物質
がレンズに達するのを防ぐ追加の力を生成する。その結
果、この渦は、全てのレーザー処理の間、レンズを清浄
で冷えて損傷の無い状態に保つ。ある実施例では、環状
ガス分配機によって渦作用が生じる。この環状ガス分配
機は複数の角度のあるスロットを有し、ガスがレンズが
取り付けられているハウジングに入ると渦を生じるらせ
んの動きに入り込む。
【０００７】他の好ましい実施例における本発明のレー
ザー処理ヘッドは、ガス出口に対応するガス入口を有す
る本体と、入口にある幅広い開口部から出口にある狭い
開口部へテーパしている内側チャンバーを有するノズル
からなる。テーパの内側チャンバーは、幅広い開口部か
ら狭い開口部へのガス流をもたらし、その結果狭い開口
部を出るときガス流の速度が増加する。増加した速度
は、汚染物や切削物がノズルを通って跳ね戻りレンズに
達するのを防ぐように作用する。
【０００８】
【発明の実施の形態】図２に示すように、本発明の改善
されたレーザー処理ヘッド２０は、外側ハウジング２２
と内側レンズボルダー−ノズル２４の組立体からなる。
レーザー集束レンズ２６は、外側ハウジング２２内のそ
の一端にある。図２に示すように、外側ハウジング２２
の内径にあるネジすじ３０に入る外側ロッキングリング
２８によって、レンズ２６は外側ハウジング２２に保持
される。レンズホルダーノズル２４の入口端３２によっ
てレンズ２６は内面に保持される。他のロッキングリン
グ又は適当な保持部材によってもレンズ２６は内面に保
持することができるが、レンズホルダーノズル２４でレ
ンズを内面に保持することによって本発明の効果が最も
得られる。
【０００９】図２のレンズホルダーノズル２４は好まし
い実施の一形態であり、このレンズホルダーノズル２４
は、テーパする内側チャンバー３４と、入口端３２にあ
るガス分配機３６とを有する。内側チャンバー３４はテ
ーパした本体３８からなり、幅広い入口開口部４０と狭
い出口開口部４２がある。図２に示す実施の形態は、開
口部４３にネジで入れられている着脱自在なチップ４４
を含む。着脱自在なチップ４４は、オプショナルな特徴
である。好ましくは、チップ４４は、レンズホルダーノ
ズル２４の開口部４３の中へネジで入ることもそこから
出ることもでき、チップ４４の前面から加工物の面への
間隔を調節できる。
【００１０】レンズホルダーノズル２４は、ネジフラン
ジ４６がハウジング２２内にあるネジすじ３０と合うこ
とによって、円筒状のハウジング２２内に保持される。
加えて、環状スロット４８にはＯリングシール５０があ
り、ハウジング２２とレンズホルダーノズル２４の間を
出口端で気密封止する。ハウジング２２にはさらにガス
入口５２がある。ガス通り路５４がハウジング２２の内
面とレンズホルダー２４の外面の間に形成される。フラ
ンジ５６とＯリング５０はガスがノズル２４の出口端で
漏れるのを防ぎ、矢印５８が示すように、ガス流は最初
レンズホルダーノズル２４の入口端３２へ向く。
【００１１】本発明のレーザー処理ヘッドはさらに環状
ガス分配機３６を有し、環状ガス分配機３６は、通り路
５４からガスを受け、そのガスが集束レンズ２６の内面
２６ａを横切り、その後チャンバー３４を入口端３２か
ら開口部４２へ通るように方向付けする。開口部４２で
ガスはレーザー処理ヘッド２０を出る。従って、ガス分
配機３６が、通り路５４からチャンバー３４へガスを流
すことが理解できる。図４に示すように、ガス分配機３
６には、分配機３６の円周の周りに間隔があいた分配孔
６０がある。環状ガス分配機３６は、分配孔６０を有す
るリング６２により形成される。各分配孔６０と複数の
分配スロット６３はガスが連通する。図４に示す好まし
い実施の形態では、各スロット６３の長手方向の軸６７
がリング６２の半径の延び６６と共に角度６４（リング
６２の外面で測定）を形成する。ガス分配機３６は好ま
しくはレンズホルダー２４と一体の部分である。しかし
ながら、さもなければ、分配機はホルダー２４の入口端
に固定された分離した部材でもよい。特に、好ましく
は、ガス分配機３６はレンズホルダーノズル２４のネジ
フランジ４６の一体の部分として形成される。即ち、好
ましい実施の形態では、ネジフランジ４６は上記のリン
グ６２として機能する。この構成では、円周に配置した
一連の分配孔６０がフランジ４６に設けられる。これら
分配孔６０の軸は、レーザー処理ヘッド２０の長手方向
の軸とほぼ平行であり、内部にあるネジフランジ４６の
面４６ａとほぼ垂直である（図３参照）。分配スロット
６３は分配孔６０とチャンバー３４の間でガスを連通さ
せる。
【００１２】初めにレンズ保持構成物付近へガスを導入
し、次に角度のあるスロット６３によりレンズの内面を
横切って渦作用を生じさせることが、レンズ２６が加工
物からの切削された粒子によって損傷され汚染されるこ
とを防ぐ。ガス流の渦がレンズを清浄にし熱を強いられ
た対流で除いてレンズ２６への熱の蓄積を防ぐ。ガス流
はノズル出口４２に向けられる。これは粒子と汚染物が
レンズ２６に達するのを防ぎ、従ってレンズの寿命がか
なり延びる。
【００１３】本発明のレーザー処理ヘッドが最適な性能
を発揮するためには、制御すべき２つの変数がある。そ
れは、狭い出口開口部４２の大きさと、操作中のレーザ
ー処理ヘッド内のガス圧である。狭い出口開口部は、レ
ンズが汚染物と破片に晒されるのを最少とするために
は、可能なかぎり小さくなければならない。しかし、レ
ーザービームが処理ヘッドを出るときその直径を収容で
きるように、十分大きくなければならない。出口開口部
が不必要に大きいと、効率的に操作するためには、過剰
のガス流を必要とする恐れがある。所定の出口開口部に
対して、十分なガス流を生じレンズを冷やし切削粒子や
汚染物による汚染を防ぐためには、ガス圧は十分高くな
ければならない。焦点距離が５インチのレンズ２６を使
用する本発明のレーザー処理ヘッドでは、出口開口部を
０．０９３´´、ガス圧を７５ｐｓｉｇとすれば、レン
ズ洗浄のために中断することなく長時間処理ヘッドを操
作できることがわかった。当業者は、通常の実験で他の
適当な出口開口部の大きさとガス圧の組合せを容易に確
立できることが認められる。
【００１４】所定の基準焦点距離のレンズが焦点距離が
少し変化してもハウジング２２からレンズを外す必要な
く適応するために、テーパした本体３８は時計回りにも
反時計回りにも回転でき、外側ハウジング２２内のレン
ズの位置を調整する。テーパした本体が回転して所望の
位置にきたとき、外側ロッキングリング２８がそれに応
じて調整され、レンズ２６を確実に所定の位置に保持す
る。本発明を詳細に実際に使用できる方法で例示して説
明してきたが、当業者が本発明の精神と範囲から離れる
ことなく基本的な原理を無数に変化させ応用できること
は明らかである。本発明の具体的な実施態様は以下の通
りである。 （１）前記ガス分散手段が渦作用を形成する手段を有す
る請求項１記載のレーザー処理ヘッド。 （２）前記ノズルは、前記ガス出口に対応するガス入口
と、前記入口の幅広い開口部から前記出口の狭い開口部
へテーパしている内側チャンバーを有する本体を含む請
求項１記載のレーザー処理ヘッド。 （３）前記渦作用形成手段は複数の角度のあるスロット
を有する環状ガス分散機からなる上記実施態様（１）記
載のレーザー処理ヘッド。 （４）前記ノズルは前記出口端に着脱自在のチップを有
する上記実施態様（２）記載のレーザー処理ヘッド。 （５）前記ガス分散手段が前記入口端から前記ノズルの
出口端へガスを流すために渦作用を形成する手段を有す
る請求項２記載のレーザー処理ヘッド。 （６）前記ガス分散手段は複数の角度のあるスロットを
有する環状ガス分散機からなる請求項２記載のレーザー
処理ヘッド。 （７）前記ガス分散手段は前記ノズルの入口端にあり、
前記ノズルと一体の部分である上記実施態様（６）記載
のレーザー処理ヘッド。 （８）前記集束レンズを前記ハウジングに固定する前記
手段は、ロッキングリングと前記ノズルの入口端の間に
形成されるレンズスロットを有する請求項２記載のレー
ザー処理ヘッド。 （９）前記ノズルは着脱自在チップを前記出口端に有す
る請求項２記載のレーザー処理ヘッド。 （１０）前記ガス流は渦作用により前記レンズの内面を
横切るように方向付けられる請求項３記載のレーザー処
理方法。 （１１）前記渦作用は前記レンズを離れ前記加工物の方
に方向付けられる上記実施態様（１０）記載のレーザー
処理方法。 （１２）さらに前記渦作用を形成する環状ガス分配機を
設ける上記実施態様（１１）記載のレーザー処理方法。 （１３）前記環状ガス分配機が複数の角度のあるスロッ
トを有する上記実施態様（１２）記載のレーザー処理方
法。 （１４）さらに、前記レンズを、テーパした内側チャン
バーを有するハウジングーノズル組立体に取り付ける請
求項３記載のレーザー処理方法。 （１５）さらに、前記レンズをテーパした内側チャンバ
ーを有するハウジングーノズル組立体に取り付け、前記
ガス流が前記テーパした内側チャンバーを通るように方
向付けされる上記実施態様（１１）記載のレーザー処理
方法。
【００１５】
【発明の効果】以上のように、本発明のレーザー処理ヘ
ッド及びレーザー処理方法によれば、高パワー及び／又
は長時間の処理でも加工物から切削された破片等が戻っ
てきて集束レンズを傷付けない効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のレーザー処理ヘッドの断面図である。
【図２】本発明のレーザー処理ヘッドの断面図である。
【図３】図２のレーザー処理ヘッドのレンズホルダー部
の断面図である。
【図４】図３の線４−４に添ったガス分配機の端面図で
ある。
【符号の説明】
２０ レーザー処理ヘッド ２２ 外側ハウジング ２４ レンズホルダーノズル ２６ レーザー集束レンズ ２８ 外側ロッキングリング ３０ ネジすじ ３２ 入口端 ３４ 内側チャンバー ３６ ガス分配機 ４０ 幅広い入口開口部 ４２ 狭い出口開口部 ６３ 分配スロット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 スティーブン・エイチ・ブレイコフ アメリカ合衆国、08902 ニュージャージ ー州、ノース・ブランズウィック、バリー モア・プレイス 447 (72)発明者 ロバート・エイチ・キールコッフ アメリカ合衆国、01003 マサチューセッ ツ州、アマースト、ステイト・ストリート 115 (72)発明者 ロバート・ジー・プルーヴェル アメリカ合衆国、08884 ニュージャージ ー州、スポッツウッド、チェスナット・ス トリート 49

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ハウジング、 集束レンズを前記ハウジングの一端で前記ハウジング内
    に保持する手段、 前記ハウジングに接続し、前記ハウジングの対応する第
    二の端にガス出口を有するノズル、 ガスを前記レンズ保持手段に近接する前記ハウジングに
    導入するガス分散手段とを具備するレーザー処理ヘッ
    ド。
  2. 【請求項２】 ガス入口及び対応する開口端を有する円
    筒状ハウジング、 前記ハウジング内に適合し前記ハウジングに固定される
    長形の円筒状ノズル、前記ノズルは入口端の幅広い開口
    部と出口端の狭い開口部の間にガスを連通させるテーパ
    している内側チャンバーを有する、 前記ノズルの入口端にあるガス分散手段、 前記ハウジングと前記ノズルの間にあり、前記ハウジン
    グのガス入口と前記ガス分散手段との間にガスを連通さ
    せるガス通り路、 集束レンズを前記ガス分散手段に近接する前記ハウジン
    グ内に固定する手段とを具備するレーザー処理ヘッド。
  3. 【請求項３】 レーザービームを加工物に集束するレー
    ザーを供給し、 レーザービームを集束レンズを通して前記加工物に方向
    付けし、 前記加工物に向いている前記レンズの面にほぼ対してガ
    ス流を方向付けすることからなる加工物のレーザー処理
    方法。
JP21399595A 1994-08-02 1995-08-01 レーザー処理ヘッド及びレーザー処理方法 Expired - Lifetime JP3759642B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US28433994A 1994-08-02 1994-08-02
US284339 1994-08-02

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0857676A true JPH0857676A (ja) 1996-03-05
JP3759642B2 JP3759642B2 (ja) 2006-03-29

Family

ID=23089827

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP21399595A Expired - Lifetime JP3759642B2 (ja) 1994-08-02 1995-08-01 レーザー処理ヘッド及びレーザー処理方法

Country Status (25)

Country Link
US (1) US5756962A (ja)
EP (1) EP0695600B1 (ja)
JP (1) JP3759642B2 (ja)
KR (1) KR100373947B1 (ja)
CN (1) CN1098742C (ja)
AT (1) ATE189870T1 (ja)
AU (1) AU711116B2 (ja)
BR (1) BR9503519A (ja)
CA (1) CA2155158C (ja)
CZ (1) CZ287565B6 (ja)
DE (1) DE69515148T2 (ja)
DK (1) DK0695600T3 (ja)
ES (1) ES2144101T3 (ja)
FI (1) FI106848B (ja)
GR (1) GR3033403T3 (ja)
HK (1) HK1002895A1 (ja)
HU (1) HU221768B1 (ja)
IL (1) IL114786A (ja)
NO (1) NO311751B1 (ja)
NZ (1) NZ272635A (ja)
RU (1) RU2143964C1 (ja)
TR (1) TR199500946A2 (ja)
TW (1) TW353405U (ja)
UA (1) UA27963C2 (ja)
ZA (1) ZA956422B (ja)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001308440A (ja) * 2000-04-20 2001-11-02 Rohm Co Ltd 発光モジュールおよびその組み立て方法
JP2003039187A (ja) * 2001-07-24 2003-02-12 Amada Eng Center Co Ltd レーザー加工機
JP2007007724A (ja) * 2005-06-02 2007-01-18 Sony Corp レーザ加工装置とその加工方法及びデブリ回収機構とその回収方法
JP2007021505A (ja) * 2005-07-12 2007-02-01 Enshu Ltd レーザ加工機のレーザ照射用ノズル装置及びこの照射用ノズルによるブロー方法。
JP2015099176A (ja) * 2013-11-18 2015-05-28 株式会社島津製作所 レンズホルダ
JP2018501108A (ja) * 2014-10-03 2018-01-18 アレヴァ・エンセ 光学ユニットを取外し可能に収容するための取外し可能シースを備える汚染環境内での使用に適したレーザ光線放射デバイス
JP2021512793A (ja) * 2018-02-02 2021-05-20 プレシテック ゲーエムベーハー ウント ツェーオー カーゲー ガス供給装置およびそれを備えたレーザ加工ヘッド
WO2024010426A1 (ko) * 2022-07-08 2024-01-11 주식회사 엘지에너지솔루션 용접 장치, 배터리 제조 장치 및 자동차 제조 장치

Families Citing this family (46)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IL121476A0 (en) * 1996-09-04 1998-02-08 Esc Medical Systems Ltd Device and method for cooling skin during laser treatment
US6822187B1 (en) 1998-09-09 2004-11-23 Gsi Lumonics Corporation Robotically operated laser head
US6184491B1 (en) 1999-11-03 2001-02-06 Caterpillar Inc. Method and apparatus for monitoring weld quality
ATE260734T1 (de) 2000-08-05 2004-03-15 Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh Laserbearbeitungsmaschine mit wenigstens einem mit einem spülmedium beaufschlagbaren optischen element
JP4055353B2 (ja) 2000-11-07 2008-03-05 松下電器産業株式会社 光加工装置
WO2002086558A2 (en) 2001-04-23 2002-10-31 Willden Dee E Wedge-shaped lensless laser focusing device
DE10138867A1 (de) * 2001-08-08 2003-03-06 Bosch Gmbh Robert Vorrichtung zur Reduzierung von Ablationsprodukten auf der Werkstückoberfläche beim Laserbohrprozess
US6642477B1 (en) 2001-10-23 2003-11-04 Imra America, Inc. Method for laser drilling a counter-tapered through-hole in a material
WO2003076117A1 (en) * 2002-03-14 2003-09-18 Hitachi Zosen Corporation Method and device for prevention of adhesion of dirt and contamination on optical parts in laser beam machine
DE10238557A1 (de) * 2002-08-22 2004-03-04 BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von düsenartigen Ausbrüchen in Sprüharmen für Geschirrspülmaschinen
US6683277B1 (en) * 2002-12-20 2004-01-27 Osram Opto Semiconductors Laser ablation nozzle assembly
US7038166B2 (en) * 2003-03-18 2006-05-02 Loma Linda University Medical Center Containment plenum for laser irradiation and removal of material from a surface of a structure
GB2414954B (en) 2004-06-11 2008-02-06 Exitech Ltd Process and apparatus for ablation
EP1657020A1 (de) * 2004-11-10 2006-05-17 Synova S.A. Verfahren und Vorrichtung zur Optimierung der Kohärenz eines Flüssigkeitsstrahls für eine Materialbearbeitung und Flüssigkeitsdüse für eine solche Vorrichtung
JP4012221B2 (ja) * 2005-07-15 2007-11-21 ファナック株式会社 レーザ加工ヘッド
FR2891483B1 (fr) * 2005-10-05 2009-05-15 Commissariat Energie Atomique Procede et installation de decoupe/de soudage laser
JP2009518187A (ja) * 2005-12-01 2009-05-07 エレクトロ サイエンティフィック インダストリーズ インコーポレーテッド レーザ微細加工応用における光学部品の清浄管理および漂積物管理
US7863542B2 (en) * 2005-12-22 2011-01-04 Sony Corporation Laser processing apparatus and laser processing method as well as debris extraction mechanism and debris extraction method
DE102006014694B3 (de) 2006-03-28 2007-10-31 Eos Gmbh Electro Optical Systems Prozesskammer und Verfahren für die Bearbeitung eines Werkstoffs mit einem gerichteten Strahl elektromagnetischer Strahlung, insbesondere für eine Lasersintervorrichtung
CN100463977C (zh) * 2006-07-31 2009-02-25 中国航天科技集团公司第五研究院第五一○研究所 大气环境下激光表面改性气体保护方法及装置
DE212007000018U1 (de) 2006-11-14 2008-08-07 Belyaev, Dmitry Anatolievich Vorrichtung für die Reinigung des optischen Lesekopfes für die Daten von Blue-ray Kompakt Disks
US8093532B2 (en) * 2008-03-31 2012-01-10 Electro Scientific Industries, Inc. Laser machining of fired ceramic and other hard and/or thick materials
US8136618B2 (en) * 2009-01-21 2012-03-20 The Raymond Corporation Cyclonic motor cooling for material handling vehicles
CA2698835C (en) * 2009-03-31 2016-10-25 Ats Automation Tooling Systems Inc. Laser processing nozzle
EP2293050B1 (en) * 2009-04-07 2016-09-07 ANBE SMT Co. Heating apparatus for x-ray inspection
US20100314363A1 (en) * 2009-06-12 2010-12-16 Roger Blaine Trivette Laser nozzle tips
DE102010029385A1 (de) * 2010-05-27 2011-12-01 Robert Bosch Gmbh Laserinduzierte Fremdzündung für eine Brennkraftmaschine
KR101813662B1 (ko) * 2011-10-05 2017-12-29 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 레이저 프로세싱 시스템들 내의 입자 제어
FR2982184B1 (fr) * 2011-11-07 2014-08-01 Air Liquide Buse laser a element mobile sur couche gazeuse
CN103302404A (zh) * 2012-03-09 2013-09-18 深圳富泰宏精密工业有限公司 激光加工设备
CN102769246A (zh) * 2012-08-01 2012-11-07 山东能源机械集团大族再制造有限公司 一种二氧化碳激光器
CN106061667B (zh) * 2014-03-13 2017-10-27 松下知识产权经营株式会社 激光加工头
DE102014103635C5 (de) * 2014-03-17 2019-12-19 RWTH Aachen - Körperschaft des öffentlichen Rechts Unterdruckkammer mit einem Schutzgehäuse
US9945253B2 (en) * 2015-01-29 2018-04-17 Rohr, Inc. Collecting / removing byproducts of laser ablation
KR102506370B1 (ko) * 2016-04-06 2023-03-07 삼성디스플레이 주식회사 광 조사 장치의 렌즈 어셈블리
JP6655181B2 (ja) * 2016-05-30 2020-02-26 本田技研工業株式会社 レーザ加工装置
KR102176234B1 (ko) * 2017-09-07 2020-11-09 주식회사 엘지화학 나노 입자 생산 반응기
US11045903B2 (en) * 2017-12-05 2021-06-29 Covidien Lp Shielding gas weld cone and method
DE202018006843U1 (de) 2018-02-02 2023-09-26 Precitec Gmbh & Co. Kg Gaszufuhrvorrichtung sowie Laserbearbeitungskopf mit derselben
DE102018102348A1 (de) * 2018-02-02 2019-08-08 Precitec Gmbh & Co. Kg Gaszufuhrvorrichtung sowie Laserbearbeitungskopf mit derselben
JP6852031B2 (ja) * 2018-09-26 2021-03-31 株式会社東芝 溶接装置及びノズル装置
DE102018131886B3 (de) * 2018-09-26 2020-02-13 Scansonic Mi Gmbh Vorrichtung zur Strömungsführung eines Prozessmediums für eine Laserbearbeitungsvorrichtung
SE544166C2 (sv) * 2019-02-08 2022-02-15 Vaederstad Holding Ab Lasermunstycke, insats för ett lasermunstycke, laserskäranordning samt förfaranden för laserskärning
DE102019103659B4 (de) * 2019-02-13 2023-11-30 Bystronic Laser Ag Gasführung, Laserschneidkopf und Laserschneidmaschine
CN110039175B (zh) * 2019-05-29 2024-05-17 武汉奥森迪科智能科技股份有限公司 一种激光切割头喷嘴导气装置
DE102021107422A1 (de) 2021-03-24 2022-09-29 Mogema BV Vorrichtung und Verfahren zum Schweißen

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3696230A (en) * 1970-01-19 1972-10-03 Hughes Aircraft Co Laser lens cooling and cleaning system
US4031351A (en) * 1972-10-25 1977-06-21 Groupement Atomique Alsacienne Atlantique High energy laser beam cutting method and apparatus
IT1111412B (it) * 1978-03-01 1986-01-13 Prima Progetti Spa Macchina automatica di taglio a raggio laser particolarmente per elementi di rivestimento interno di veicoli
US4315133A (en) * 1980-05-12 1982-02-09 Gte Automatic Electric Laboratories, Inc. Apparatus protecting a lens from airborne particulates
US4461947A (en) * 1982-08-24 1984-07-24 Allied Corporation Rotating laser beam with coincident gas jet
US4518843A (en) * 1982-09-01 1985-05-21 Westinghouse Electric Corp. Laser lens and light assembly
US4467171A (en) * 1982-09-30 1984-08-21 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Laser cutting nozzle
JPS59163093A (ja) * 1983-03-05 1984-09-14 Oimatsu Sangyo:Kk レ−ザ加工機におけるレ−ザビ−ムヘツド
US4555610A (en) * 1983-09-13 1985-11-26 Data Card Corporation Laser machining system
JPS61296990A (ja) * 1985-06-25 1986-12-27 Mitsubishi Electric Corp レンズホルダ−
JPS6221495A (ja) * 1985-07-23 1987-01-29 Mitsubishi Electric Corp レ−ザ加工ヘツド
JPS6272495A (ja) * 1985-09-27 1987-04-03 Sumitomo Electric Ind Ltd 加工ヘツド
JPS62224489A (ja) * 1986-03-26 1987-10-02 Mitsubishi Electric Corp レ−ザ光学系保護装置
CH673004A5 (ja) * 1987-05-20 1990-01-31 Weidmueller C A Gmbh Co
DE3918363A1 (de) * 1989-06-06 1990-12-13 Inst Nat Sciences Appliq Vorrichtung fuer einen leistungslaser
JPH0366490A (ja) * 1989-08-03 1991-03-22 Topcon Corp レーザ装置
JPH05185265A (ja) * 1992-01-14 1993-07-27 Fanuc Ltd レーザ加工装置の加工ヘッド

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001308440A (ja) * 2000-04-20 2001-11-02 Rohm Co Ltd 発光モジュールおよびその組み立て方法
JP2003039187A (ja) * 2001-07-24 2003-02-12 Amada Eng Center Co Ltd レーザー加工機
JP4678811B2 (ja) * 2001-07-24 2011-04-27 株式会社アマダエンジニアリングセンター レーザー加工機
JP2007007724A (ja) * 2005-06-02 2007-01-18 Sony Corp レーザ加工装置とその加工方法及びデブリ回収機構とその回収方法
JP2007021505A (ja) * 2005-07-12 2007-02-01 Enshu Ltd レーザ加工機のレーザ照射用ノズル装置及びこの照射用ノズルによるブロー方法。
JP2015099176A (ja) * 2013-11-18 2015-05-28 株式会社島津製作所 レンズホルダ
JP2018501108A (ja) * 2014-10-03 2018-01-18 アレヴァ・エンセ 光学ユニットを取外し可能に収容するための取外し可能シースを備える汚染環境内での使用に適したレーザ光線放射デバイス
JP2021512793A (ja) * 2018-02-02 2021-05-20 プレシテック ゲーエムベーハー ウント ツェーオー カーゲー ガス供給装置およびそれを備えたレーザ加工ヘッド
WO2024010426A1 (ko) * 2022-07-08 2024-01-11 주식회사 엘지에너지솔루션 용접 장치, 배터리 제조 장치 및 자동차 제조 장치

Also Published As

Publication number Publication date
CZ287565B6 (en) 2000-12-13
RU2143964C1 (ru) 2000-01-10
JP3759642B2 (ja) 2006-03-29
NZ272635A (en) 1998-02-26
DE69515148D1 (de) 2000-03-30
IL114786A0 (en) 1995-11-27
FI953660A0 (fi) 1995-08-01
HUH3825A (en) 1997-09-29
CZ198195A3 (en) 1996-02-14
UA27963C2 (uk) 2000-10-16
BR9503519A (pt) 1997-09-30
CA2155158A1 (en) 1996-02-03
AU711116B2 (en) 1999-10-07
TR199500946A2 (tr) 1996-06-21
EP0695600A3 (en) 1996-07-24
ES2144101T3 (es) 2000-06-01
DK0695600T3 (da) 2000-06-05
HU221768B1 (hu) 2003-01-28
TW353405U (en) 1999-02-21
CA2155158C (en) 2006-03-28
NO311751B1 (no) 2002-01-21
ZA956422B (en) 1997-02-03
HU9502243D0 (en) 1995-09-28
FI953660A (fi) 1996-02-03
US5756962A (en) 1998-05-26
EP0695600B1 (en) 2000-02-23
CN1123209A (zh) 1996-05-29
IL114786A (en) 1999-06-20
HK1002895A1 (en) 1998-09-25
FI106848B (fi) 2001-04-30
KR100373947B1 (ko) 2003-05-01
CN1098742C (zh) 2003-01-15
AU2716595A (en) 1996-02-15
NO953030D0 (no) 1995-08-01
GR3033403T3 (en) 2000-09-29
NO953030L (no) 1996-02-05
EP0695600A2 (en) 1996-02-07
ATE189870T1 (de) 2000-03-15
DE69515148T2 (de) 2000-07-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH0857676A (ja) レーザー処理ヘッド及びレーザー処理方法
KR960002114B1 (ko) 레이저 출사 유니트
EP1701815A1 (en) Hand-held laser welding apparatus having removable filler media delivery extension tips
KR20090003151A (ko) 딥홀 절삭 장치
RU95113211A (ru) Лазерно-обрабатывающая головка для устройства по обработке лазером
EP0540745A1 (en) Laser processing device
US20170252862A1 (en) Laser irradiation apparatus
CN214108137U (zh) 一种防护型激光清洗头
JPS62118995A (ja) 高出力ビ−ム切断装置
JP2000202676A (ja) レ―ザ加工ヘッド
JP2002361467A (ja) レーザ加工装置
JP7093782B2 (ja) 液体ジェットを生成する装置
JP2804853B2 (ja) レーザ出射ユニット
WO2019239974A1 (ja) レーザ加工ヘッド及びレーザ加工装置
JP2874464B2 (ja) ガラス加工方法及びその装置
JPH03126909A (ja) ダイシングマシン
JPS626785A (ja) レ−ザ加工装置
KR101005200B1 (ko) 레이저 옵틱헤드용 보호 글라스 유닛
CN111727101A (zh) 气体供应装置以及具有该气体供应装置的激光加工头
JPH10166170A (ja) レーザー光エネルギー低下防止ノズル
JPH11262865A (ja) 研削用工具
JPS62112388A (ja) レ−ザ集光装置
JPH01180795A (ja) レーザ加工装置

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20041029

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20041109

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20050209

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20050215

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20050509

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20051206

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20060104

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090113

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100113

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110113

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110113

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120113

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130113

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130113

Year of fee payment: 7

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

EXPY Cancellation because of completion of term