JPH0866786A - レ−ザ加工ト−チ - Google Patents
レ−ザ加工ト−チInfo
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- JPH0866786A JPH0866786A JP6226009A JP22600994A JPH0866786A JP H0866786 A JPH0866786 A JP H0866786A JP 6226009 A JP6226009 A JP 6226009A JP 22600994 A JP22600994 A JP 22600994A JP H0866786 A JPH0866786 A JP H0866786A
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Abstract
ノズル18の底辺部29の位置を中心軸4に沿って移動
し、集光されたレーザ光の底辺部29での径よりも大き
なノズル穴を開けること。 【構成】 レーザ発振器1から出力されたレーザ光2
を集光する集光レンズ6を具備して、この集光レンズ6
によって集光されたレーザ光7を被加工物20に照射す
るときに、集光されたレ−ザ光7自身によってレーザ光
を照射及びアシストガスを噴射する通過口を加工ノズル
8に鑚孔してレーザ加工を開始するレーザ加工トーチ9
において、加工ノズル18が圧縮成形品で形成され、レ
ーザ加工トーチ9の底辺部29の形状を噴射ガスの圧力
によって加工ノズル18の中心軸4のX方向に変形させ
る加工ノズル29を有するレーザ加工トーチ9。
Description
光されたレーザ光が加工ノズルを通過することを容易に
するためのレーザ加工機のレーザ加工トーチに関するも
のである。
ーザ加工機について説明する。 (図1の説明)図1は、レーザ加工機の構成図である。
同図において、1はレーザ発振器。2はレーザ発振器1
から出力されたレーザ光である。3は、レーザ光2を反
射させて後述する集光レンズ6にレーザ光2を入射させ
るベンドミラーである。4は、後述するレーザ光ガイド
管5及びレーザ加工トーチ9の中心軸である。5はレー
ザ光2の光路を保護するためのレーザ光ガイド管、6は
レーザ光2を集光するための集光レンズである。7は集
光レンズ6によって集光されたレーザ光、8は加工ノズ
ル、9は上述した集光レンズ6と加工ノズル8とを含ん
だレーザ加工トーチを示す。また、被加工物20は、加
工テーブル22に搭載されており、NC(Numerical Co
ntrol )、PLC(Programable Logic Controller)等
の制御装置21によって制御されて移動し、レーザ加工
が行われる。
イド管5の中心を通り、ベンドミラー3で反射して、レ
ーザ加工トーチ9の中心を通るように図示していないレ
ーザ発振器1に具備された調整ネジによって光軸が調整
される。レーザ光2は、集光レンズ6で集光されて加工
ノズル8のレーザ光自身で鑚孔した穴の中心を通り、被
加工物20に照射される。
ザ加工トーチ9の断面図である。同図においてベンドミ
ラー3によって折り曲げられたレーザ光2は、レーザ光
ガイド管5に取り付けられたレーザ加工トーチ9に導か
れる。レーザ加工トーチ9は、集光レンズ6を取り付け
たレンズホルダ16、このレンズホルダ16を支えるホ
ルダ12、加工ノズル8、加工ノズル8のセットネジ1
5、加工ノズル8の高さ調節スペーサ17から構成され
ている。
ズルホルダ11に沿って動く。セットネジ15は、ノズ
ルホルダ11と加工ノズル8との位置を設定して固定す
る。また、高さ調節スペーサ17は加工ノズル8の位置
を中心軸4に対して平行方向に一定量変えるための調整
治具である。40は図示していないガス供給源からアシ
ストガスを供給する導入口を示す。
8の拡大断面図である。同図において加工ノズル8の底
辺厚24の厚みは1mm以下であり、中心軸4に直交す
る平面状の底辺部19を有している。底辺部19には集
光されたレーザ光7が照射され、レーザ光の通過口とな
るノズル穴が開けられる。
光7と加工ノズル8の底辺部19に開けられたノズル穴
10との関係図である。同図において集光されたレーザ
光7がノズル穴10を通過する前のモード断面7A及び
通過後のモード断面7Bを示す。
レーザ発振器から照射されたモード断面を維持した形状
であり、ノズル穴10を通過後のモード断面7Bには集
光されたレーザ光7とノズル穴10の縁とによって光の
干渉現象が現れる。光の干渉現象が生じる原因は、レー
ザ光のモード断面の裾野形状が機械的に鮮明な境界線で
はなく、なだらかで少しずつ拡がりを持つ漸近的な形状
であるために、集光されたレーザ光7で穴を開けた場
合、穴の大きさと穴を通過するレーザ光の径とがほぼ等
しく、レーザ光の端部が穴の端部で回折現象を起こすか
らである。そのために、光の干渉現象によって集光され
たレーザ光7の集光性が悪化し、焦点でのレーザ光のパ
ワー密度が低下して、加工に必要なパワー密度が得られ
ず、加工不良の原因となる。したがって、ノズル穴10
の穴径はノズル穴10を通過するレーザ光の径よりも大
きくする必要がある。
8のノズル穴開けを示す拡大断面図である。集光された
レーザ光7と加工ノズル8との高さの違いによって、加
工ノズル8の底辺部19に開けられるノズル穴10の径
の違いを示している。同図(a)は、加工を行うときに
被加工物20とノズル底辺部19との距離が最適である
加工高さ30(以下、加工高さという)で開けられたノ
ズル穴径10Aを示し、同図(b)は、加工高さ30よ
りも30A(以下、ノズル穴調節距離という)だけ高い
位置で開けられたノズル穴径10Bを示す。又ノズル穴
径10A及び10Bのノズル穴の大きさは、集光された
レーザ光7の集光形状、例えば集光レンズ6の焦点距離
に対応したノズル穴調節距離30Aを鑚孔するために最
適な高さ調節スペーサ17を選択して用いることで大き
さの異なるノズル穴径10A及び10Bを鑚孔する。
に、集光されたレーザ光7が加工ノズル底辺部19を通
過するビーム径よりも大きなノズル穴10にするために
は、加工ノズル8の位置を中心軸4に沿って移動する必
要がある。このために、従来技術においては、加工ノズ
ル8とノズルホルダ11との間に前述した高さ調節スペ
ーサ17を挿入するかしないかによって加工ノズル8の
位置を調整していた。しかしながら、この方法は時間を
要しまた作業が煩雑なるという問題がある。
チ9において、加工ノズル8の位置を高さ調節スペーサ
17を挿入することなく、集光されたレーザ光7によっ
て加工ノズル8の底辺部19に、加工ノズル底辺部19
を通過する時の集光されたレーザ光7のビーム径よりも
大きなノズル穴10にするレーザ加工トーチ9の構造を
提供することにある。
チは、レーザ発振器1から出力されたレーザ光2を集光
する集光レンズ6を具備し、集光レンズ6によって集光
されたレーザ光7を被加工物20に照射するときに、集
光されたレ−ザ光7自身によってレーザ光を照射及びア
シストガスを噴射する通過口を加工ノズル8に鑚孔して
レーザ加工を開始するレーザ加工トーチ9において、加
工ノズル8が水圧、油圧等を利用して、加工ノズル8の
素材を機械的に加圧成形加工した圧縮成形品で、弾力性
又は可撓性を保持する形状に成形されたレーザ加工トー
チ9に適用される。
特徴は、図6及び図7の断面図に示すように、加工ノズ
ル18及び18Aの底辺部29及び29Aの位置を中心
軸4に対してX方向に一定の長さであるノズル穴調節距
離30Aだけ、加工ノズル18及び18Aの弾性力を利
用して変化させる加工ノズルを有する構造としたレーザ
加工トーチである。
18の拡大断面図である。同図(a)は、図3の従来の
加工ノズル8の断面図に比べて、底辺部29の周辺が屈
曲しており、底辺部29の位置が中心軸4に沿って加工
ノズル18の内側50に凹んだ構造となっている。
力性又は可撓性を保持する形状に成形されている。この
ため、その形状は素材の持つ弾力性の範囲で変形し得る
構造を有している。例えば加工ノズル18の内側50か
ら底辺部29を中心軸4に沿って機械的に又はアシスト
ガスの圧力によって加圧すると、底辺部29は弾性的に
変形し、加工ノズル18の外側51に凸の形状に変形す
る。(b)に変形した加工ノズル18の断面図を示す。
18の底辺部29の外側51から機械的に力を中心軸4
に沿って加工ノズルの内側50の方向へ加えると、底辺
部29は弾性的に変形し、加工ノズル18の内側50に
凹の形状に変形する。(a)が変形後の形状となる。こ
のように加工ノズル18は上記の2つの底辺の位置の形
状を外力を加えられることによって素材の持つ弾力性又
は可撓性のために変形し、形状を変化することができ
る。
ける際には、まず、底辺部29が集光レンズ6に近い位
置、すなわち図6(a)の状態で集光されたレーザ光7
を照射し鑚孔した後、アシストガスを図2に示すレーザ
加工トーチ9のアシストガス導入口40から封入し、そ
のガス圧力で加工ノズル18の底辺部29を中心軸4に
沿ってX方向に集光レンズ6から遠い位置、すなわち図
6(b)に示す位置へ移動させる。
り、上記のように内部のガス圧力にて形状が変形するだ
けの板厚、強度に設計されている。
ノズル18Aの断面図である。同図は、底辺部29Aが
平面ではなく、その周辺部から一体となった曲面構造と
なっている。底辺部29Aは図6の場合と同様に、中心
軸4と平行方向に一定の長さであるノズル穴調節距離3
0Aだけ位置を変化させることができる。底辺部29A
の位置変化は上記図6の方法と同様である。
工ノズル底辺部19に集光されたレーザ光7が加工ノズ
ル底辺部19を通過するビーム径よりも大きなノズル穴
10を開けるために、加工ノズル18及び18Aの底辺
部29及び29Aの位置を中心軸4に対してX方向に一
定の長さであるノズル穴調節距離30Aだけ、加工ノズ
ル18及び18Aの弾性力を利用して変化させる構造と
することによって、高さ調節スペーサ17を挿入して、
加工ノズル18の位置を中心軸4に沿ってX方向に移動
する必要がなく、ガス圧力の付加だけで前述したノズル
穴を開けることが可能であり、作業が簡単で、作業時間
が短縮される。また、レーザ加工トーチ9の加工ノズル
18部分の構造も高さ調節スペーサ17が不要となり、
簡単な構造となる。
る。
面図である。
である。
面図である。
で開けられたノズル穴 11 ノズルホルダ 12 ホルダ 15 セットネジ 16 レンズホルダ 17 高さ調節スペーサ 18 (本発明の)加工ノズル 18A (本発明の)加工ノズル 19 加工ノズル底辺部 20 被加工物 21 制御装置 22 加工テーブル 24 加工ノズル底辺厚 29 (本発明の)加工ノズル底辺部 29A (本発明の)加工ノズル底辺部 30 加工高さ 30A ノズル穴調節距離 40 アシストガス導入口 50 加工ノズルの内側 51 加工ノズルの外側
Claims (1)
- 【請求項1】 レーザ発振器から出力されたレーザ光を
集光する集光レンズと、前記集光レンズによって集光さ
れたレーザ光を被加工物に照射するときに、加工ノズル
に、前記集光されたレ−ザ光自身によってレーザ光を照
射及びアシストガスを噴射する通過口を鑚孔した後に、
レーザ加工を開始するレーザ加工トーチにおいて、前記
加工ノズルが圧縮成形品で形成され、前記加工ノズルの
底辺部の形状を噴射ガスの圧力又は機械的な圧力によっ
て加工ノズルの中心軸方向に変形させる加工ノズルを有
するレーザ加工トーチ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22600994A JP3418462B2 (ja) | 1994-08-26 | 1994-08-26 | レ−ザ加工ト−チ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22600994A JP3418462B2 (ja) | 1994-08-26 | 1994-08-26 | レ−ザ加工ト−チ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0866786A true JPH0866786A (ja) | 1996-03-12 |
JP3418462B2 JP3418462B2 (ja) | 2003-06-23 |
Family
ID=16838366
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP22600994A Expired - Fee Related JP3418462B2 (ja) | 1994-08-26 | 1994-08-26 | レ−ザ加工ト−チ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3418462B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6667459B1 (en) * | 2000-11-21 | 2003-12-23 | Hypertherm, Inc. | Configurable nozzle baffle apparatus and method |
WO2013069155A1 (ja) * | 2011-11-11 | 2013-05-16 | 日本車輌製造株式会社 | レーザ加工装置の加工ヘッド |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP4035822A1 (en) * | 2021-01-29 | 2022-08-03 | Bystronic Laser AG | Laser cutting machine |
-
1994
- 1994-08-26 JP JP22600994A patent/JP3418462B2/ja not_active Expired - Fee Related
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WO2013069155A1 (ja) * | 2011-11-11 | 2013-05-16 | 日本車輌製造株式会社 | レーザ加工装置の加工ヘッド |
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---|---|
JP3418462B2 (ja) | 2003-06-23 |
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