JPH09136177A - レーザ加工装置 - Google Patents

レーザ加工装置

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JPH09136177A
JPH09136177A JP7292494A JP29249495A JPH09136177A JP H09136177 A JPH09136177 A JP H09136177A JP 7292494 A JP7292494 A JP 7292494A JP 29249495 A JP29249495 A JP 29249495A JP H09136177 A JPH09136177 A JP H09136177A
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JP
Japan
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laser beam
laser processing
hood
laser
processing
Prior art date
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Pending
Application number
JP7292494A
Other languages
English (en)
Inventor
Tadanobu Iwasaki
唯信 岩崎
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】穴あけなどのレーザ加工時に生じる高温のスパ
ッタ(粒子状の溶融物)がレーザ加工装置の周辺に飛散
するのを防止する。 【解決手段】レーザ光の収束レンズを内蔵し、かつ先端
にガス噴出ノズルを備えたレーザ加工ヘッドを通じて、
ワークの加工地点にアシストガスを供給しつつレーザビ
ームを照射して穴あけなどの除去加工を行うレーザ加工
装置において、ラック8,ピニオン9,駆動モータ10
からなる昇降駆動機構により、レーザ加工時に後退位置
から引き出してワーク4に対するレーザ照射地点近傍の
周域を局所的に包囲するスパッタ飛散防止用のフード7
をレーザ加工ヘッド2の外周側に装備し、レーザ加工時
に発生する高温のスパッタをフード内に閉じ込めて周囲
への飛散を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザビームの照
射によりワークに穴あけ,溝切りなどの除去加工を行う
レーザ加工装置に関する。
【0002】
【従来の技術】頭記したレーザ加工装置は周知であり、
図4に従来におけるレーザ加工装置の構成概要を示す。
図において、1はレーザ発振器、2はレーザ加工ヘッ
ド、3はアシストガス供給源(圧力ボンベ)、4はワー
クであり、レーザ加工ヘッド2には、レーザ発振器1か
ら出射したレーザ光を絞ってワーク4の加工地点Pに照
射する収束レンズ5を内蔵し、かつ先端部にはアシスト
ガス供給源3から供給したアシストガスをワーク4に向
けて噴射するノズルチップ(銅,あるいは真鍮製)を備
えている。なお、ワーク4は図示されてない位置決めテ
ーブルに搭載されている。
【0003】かかる構成で、レーザ加工時には加工ヘッ
ド2に対してワーク4を位置決めし、この状態でワーク
4にアシストガスを吹付けながらレーザビームを照射
し、穴あけ(ピアシング)などの除去加工を行う。な
お、アシストガスの機能は周知でり、その役割の一つと
してレーザ照射箇所に発生したスパッタ(粒子状の溶融
物),蒸発物の取り除きがある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、レーザによ
る各種の除去加工のうち、穴あけ加工は切断加工と異な
り、レーザ照射によって生じたワークの溶融物がワーク
の裏面側に抜けでないために、高圧のアシストガスを吹
付けて加工穴から溶融物を素早く排除する必要がある。
しかして、ワークの加工地点に高圧のアシストガスを吹
付けると、高温度のスパッタが火花状になって周囲に飛
び散る。このために、穴あけ加工時には作業員が加工ヘ
ッドに近寄ることはスパッタに当たって火傷するおそれ
があって危険である。また、吹出し後のアシストガスに
は微量であるがワークから蒸発した粉塵状のフュームが
混在していて作業環境を汚損する。
【0005】そこで、従来ではレーザ加工装置の周辺を
立ち入り危険区域として装置全体を防護カバーで包囲
し、作業員は防護カバーの外側から運転操作,監視を行
うようにしているのが現状である。しかしながら、レー
ザ加工装置全体を防護カバーで囲うことは、それだけ工
場内で大きな据付け床面積を占有することになるほか、
必要あって作業員が近づく際にはその都度レーザ加工を
中断しなければならない不便さがあった。
【0006】さらに、先記のように加工ヘッド2の先端
には銅,真鍮などで作られたノズルチップ6を備えてい
るが、ノズルチップ6を剥き出しのままで使用すると、
飛散した高温のスパッタがノズルチップ6の表面に当た
ってノズル先端の穴形状を変形させることが多々発生す
る。しかも、ノズルチップの穴形状が変形すると、アシ
ストガスの吹出し方向がずれるなどして加工性能にも悪
影響を及ぼすために、ノズルチップ6を短期間の使用で
新品と交換するメンテナンスが必要となる。
【0007】本発明は上記の点にかんがみなされたもの
であり、その目的は前記課題を解決し、レーザ加工時に
生じるスパッタ,およびガス中に混在する粉塵状のフュ
ームの周囲飛散を防いで作業員が自由に加工ヘッドに接
近できるようにし、併せて加工ヘッドの先端ノズルをス
パッタから安全に保護できるようにしたレーザ加工装置
を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明によれば、レーザ加工ヘッドの外周側に装備
し、レーザ加工時に後退位置から引き出してレーザ照射
地点近傍の周域を局所的に包囲するスパッタ飛散防止用
のフードを備えるものとする。また、本発明によれば、
前記のフードに対して、その引出し位置でガス噴出ノズ
ルの周面を覆う保護カバーを装備し、さらにフードに排
気ホースを介して集塵フィルタ,排気ファンからなるガ
ス排気装置を接続するものとする。
【0009】上記の構成おいて、常時はフードが後退位
置に待機しており、ワークを位置決めしてレーザ加工指
令を与えると、レーザ照射に先立ってフードが加工ヘッ
ドの周面に沿って後退位置から引出し位置に移動し、レ
ーザ照射地点近傍の周域を局所的に包囲する。これによ
り、この状態でレーザ加工を開始すると、加工に伴って
発生する高温のスパッタはフードの内部に閉じ込められ
て周辺に飛散することがない。したがって、作業員はレ
ーザ加工を行っている最中でも自由に加工ヘッドに接近
してワークの加工状態を監視することができる。
【0010】しかも、アシストガスの排ガスはフードか
らそのまま排気ホース,排気装置を通じてレーザ加工装
置から離れた位置(例えば建屋外の大気中)放散され、
かつ排ガス中に混在している粉塵状のフュームは排気装
置の集塵フィルタに捕集されるので作業環境を汚損する
おそれもない。さらに、フードが待機位置から引き出さ
れると、フードに内蔵した保護カバーが加工ヘッドのノ
ズル先端部周面を覆って高温スパッタから安全に保護す
る。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づいて説明する。なお、実施例の図中で図4に対応する
同一部材には同じ符号が付してある。 〔実施例1〕図1(a),(b)は本発明の請求項1に対
応する実施例を示すものであり、レーザ加工ヘッド2の
外周面上には、スパッタ飛散防止手段として筒形になる
昇降式のフード(金属製)7が装着されている。このフ
ード7はラック8,ピニオン9,駆動モータ10を組合
わせた昇降駆動機構に連結されており、モータドライバ
11に与える指令に基づき、モータ10の駆動により加
工ヘッド2の周面に沿って矢印P方向に昇降移動する。
なお、アシストガス供給管12はフード7との機械的な
干渉を避けるように、その昇降経路よりも上方で加工ヘ
ッド2に接続されている。
【0012】かかる構成で、常時は前記フード7が図1
(a)で示す後退位置に上昇して待機している。ここ
で、ワーク4を加工位置に位置決めしてモータドライバ
11にレーザ加工開始の信号を与えると、駆動モータ1
0が始動し、ピニオン9,ラック8を介してフード7が
図1(b)で示す引出し位置に下降移動し、加工ヘッド
2の先端とこれに対向するワーク4のレーザ加工地点の
周域を局部的に包囲する。 そして、この状態でアシス
トガスを供給しながらワーク4にレーザビームを照射し
て穴あけなどのレーザ加工を開始すると、レーザ加工に
伴って加工地点に生じたスパッタ(ワークの溶融物)は
フード7の内周壁面に当たるなどして内部に閉じ込めら
れので、周囲に飛散することがない。したがって、作業
員は高温のスパッタによる火傷のおそれなく加工ヘッド
2の傍まで自由に接近してワーク4の加工状況などを監
視することができる。なお、図示実施例では、加工ヘッ
ド2のノズル先端から吹出したアシストガスは、フード
7とワーク4との間の隙間などを通じて周囲に放出され
る。
【0013】また、レーザ加工の終了後にモータドライ
バ11に終了信号を与えると、駆動モータ10が逆転し
てフード7を図1(a)の待機位置に引き上げる。 〔実施例2〕図2(a),(b)は先記実施例1で述べた
フードに対し、加工ヘッドのノズル先端部をスパッタか
ら防護する保護カバーを装備した本発明の請求項2に対
応する実施例を示すものである。この実施例において
は、フード7が耐熱性金属で作られた保護カバー13を
備えている。この保護カバー13は先細りの扇形を呈す
る複数枚のカバーセグメント13aの上端がフード7の
上部内周に沿って揺動可能に軸支されており、かつ付勢
ばね(捩じりコイルはね)13bにより各セグメントが
フード7内の中央に向けてばね付勢されている。
【0014】かかる構成で、フード7を図2(a)の待
機位置に引き上げると、前記のカバーセグメント13a
が加工ヘッド2の周面とフード7の内周面との間の隙間
に格納される。一方、レーザ加工時にフード7を図2
(b)の位置に引き降ろすと、カバーセグメント13a
は前記の拘束状態が解け、各片はばね13bの付勢によ
り中央へ跳ね上がって加工ヘッド2のノズル先端部の周
面を覆うようになる。これにより、加工ヘッド2のノズ
ル先端部に高温のスパッタが直接当たることがなく、ノ
ズル先端部の損傷が防げる。
【0015】〔実施例3〕図3は先記実施例1で述べた
フードに対して、ガス排気装置を追加装備した本発明の
請求項3に対応する実施例を示すものである。この実施
例においては、フード7から引出した排気ホース14に
集塵フィルタ15aと排気ファン15bを内蔵したガス
排気装置15が接続されており、該ガス排気装置15か
ら出た排気をレーザ加工装置より離間した位置で大気中
に放出するようにしている。また、ガス排気装置15の
排気ファン15bはフード7の昇降動作と同期して運
転,停止制御される。すなわち、レーザ加工の待機状態
ではファン15bは停止しており、レーザ加工の開始指
令でフード7が下降すると、同じ指令で排気ファン15
bが回転し、レーザ加工時にフード7内に吹出したアシ
ストガスの排ガス(ワーク4から蒸発した粉塵状のフュ
ームが混在している)を吸引排気し、その排気過程で排
ガスに混在しているスパッタ,フュームが集塵フィルタ
15aにより除去される。
【0016】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の構成によれ
ば次記の効果を奏する。 1)レーザ加工時に後退位置から引き出してレーザ照射
地点近傍の周域を局所的に包囲するスパッタ飛散防止用
のフードをレーザ加工ヘッドの外周側に装備したことに
より、穴あけなどのレーザ加工時に発生する高温のスパ
ッタをフード内に閉じ込めて周囲への飛散を防止するこ
とができ、これにより、レーザ加工装置の周辺に立ち入
り危険区域を確保することなく、作業員は自由にレーザ
加工ヘッドに近寄ってワークの加工状況監視などが行え
る。
【0017】2)また、前記のフードに対して、その引
出し位置でガス噴出ノズルの周面を覆う保護カバーを装
備したことにより、加工ヘッドのノズル先端部をスパッ
タから防護してノズルの損傷が防げる。 3)さらに、フードに排気ホースを介して集塵フィル
タ,排気ファンからなるガス排気装置を接続することに
より、レーザ加工中に加工ヘッドから吹出したアシスト
ガスの排ガスに混在している粉塵状のフュームを除去し
た上で、排ガスをレーザ加工装置から離れた位置に放出
して作業環境の汚損防止が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1に対応するレーザ加工装置の
要部構成図であり、(a)は待機状態を表す図、(b)
はレーザ加工時の状態を表す図
【図2】本発明の実施例2に対応するレーザ加工装置の
要部構成図であり、(a)は待機状態を表す図、(b)
はレーザ加工時の状態を表す図
【図3】本発明の実施例3に対応するレーザ加工装置の
要部構成図
【図4】従来におけるレーザ加工装置の概要構成図
【符号の説明】
1 レーザ発振器 2 レーザ加工ヘッド 3 アシストガス供給源 4 ワーク 5 収束レンズ 6 ノズルチップ 7 フード 13 保護カバー 14 排気ホース 15 ガス排気装置 15a 集塵フィルタ 15b 排気ファン

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】レーザ光の収束レンズを内蔵し、かつ先端
    にガス噴出ノズルを備えたレーザ加工ヘッドを通じて、
    ワークの加工地点にアシストガスを供給しつつレーザビ
    ームを照射して穴あけなどの除去加工を行うレーザ加工
    装置において、レーザ加工ヘッドの外周側に装備し、レ
    ーザ加工時に後退位置から引き出してレーザ照射地点近
    傍の周域を局所的に包囲するスパッタ飛散防止用のフー
    ドを備えたことを特徴とするレーザ加工装置。
  2. 【請求項2】請求項1記載のレーザ加工装置において、
    フードが、その引出し位置でガス噴出ノズルの周面を覆
    う保護カバーを内蔵していることを特徴とするレーザ加
    工装置。
  3. 【請求項3】請求項1または2記載のレーザ加工装置に
    おいて、フードに排気ホースを介して集塵フィルタ,排
    気ファンからなるガス排気装置を接続したことを特徴と
    するレーザ加工装置。
JP7292494A 1995-11-10 1995-11-10 レーザ加工装置 Pending JPH09136177A (ja)

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