JPH09239572A - Patterning device - Google Patents

Patterning device

Info

Publication number
JPH09239572A
JPH09239572A JP8075313A JP7531396A JPH09239572A JP H09239572 A JPH09239572 A JP H09239572A JP 8075313 A JP8075313 A JP 8075313A JP 7531396 A JP7531396 A JP 7531396A JP H09239572 A JPH09239572 A JP H09239572A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas
nozzle body
tip
peripheral wall
solenoid valve
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
JP8075313A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2866613B2 (en
Inventor
Yasuo Kagawa
靖夫 香川
Shinji Fukui
慎二 福井
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.)
NIPPON DENRO Manufacturing
NUMATA KK
Nippon Denro Mfg Co Ltd
Original Assignee
NIPPON DENRO Manufacturing
NUMATA KK
Nippon Denro Mfg Co Ltd
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 NIPPON DENRO Manufacturing, NUMATA KK, Nippon Denro Mfg Co Ltd filed Critical NIPPON DENRO Manufacturing
Priority to JP8075313A priority Critical patent/JP2866613B2/en
Publication of JPH09239572A publication Critical patent/JPH09239572A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2866613B2 publication Critical patent/JP2866613B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a device applying rapidly and surely beautiful finished- patterns onto a work. SOLUTION: This device possesses a nozzle body 1 providing a tip hole 8, wherein a condensing part of laser beams is passed through, and plural gas flow passages 10... are provided through the tip peripheral wall 9 of the nozzle body 1 forming the tip hole 8. Further, at a tip face 12 of the tip peripheral wall 9, a plurality of jetting part 13... of plural high speed gases are set up in equal divisions around circumference. The nozzle body 1 is constituted so as to jet the high speed gases selectively from the jetting parts 13 corresponding to a reverse rear part from an advancing direction 35 of laser beam machining.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、金属又は非金属製
ワークに文字・図形・記号・模様等を施すパターニング
(Patterning)装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a patterning device for applying characters, figures, symbols, patterns, etc. to a metal or non-metal work.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、図8に示すように、レーザー光48
とガス50にて、ワーク49の切断や溶接を行うレーザー加
工装置が用いられていた。切断加工の場合、ノズル47に
内装された光学部46からレーザー光48を出射してワーク
49表面49aを溶融し、レーザー光48を包囲するように噴
出されるガス50によって溶融部位を吹き飛ばしながらワ
ーク49を切断していた。
2. Description of the Related Art Conventionally, as shown in FIG.
A laser processing device that cuts or welds the work 49 with the gas 50 was used. In the case of cutting, the laser light 48 is emitted from the optical part 46 installed in the nozzle 47 to work.
The workpiece 49 was cut while melting the surface 49a and blowing away the melted portion by the gas 50 jetted so as to surround the laser beam 48.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ワーク
49を切断するレーザー加工装置を(レーザー光48及びガ
ス50の出射を弱めて)パターニング(マーキング)に使
用すると、形成された溝の深さが均一とならず内面に凹
凸を生じると共に、溶融したワーク49の溶融部位がガス
50に吹き飛ばされず溝の両側へ盛り上がってバリを生じ
ていた。さらに、表面49aの加工部分が変色してしまう
こともあり、パターニング(マーキング)の仕上がりは
汚いものであった。
SUMMARY OF THE INVENTION However, work
When a laser processing device that cuts 49 was used for patterning (marking weakening the emission of laser light 48 and gas 50), the depth of the formed grooves was not uniform and the inner surface was uneven and melted. The molten part of the work 49 is gas
It was not blown away by 50 and rose up on both sides of the groove, causing burrs. Further, the processed part of the surface 49a may be discolored, and the finish of patterning (marking) was dirty.

【0004】そこで、本発明は、迅速かつ確実に美しい
仕上がりの文字・図形・記号・模様等を施すパターニン
グ装置を提供することを目的とする。さらに、従来の加
工時に生じた(熱による)変形や、(機械加工による)
衝撃による破損・傷や、その他、材料の機械的性質の変
化(低下)を防止することを、他の目的とする。
Therefore, it is an object of the present invention to provide a patterning device for quickly and reliably applying beautifully finished characters, figures, symbols, patterns and the like. In addition, deformation (due to heat) that occurs during conventional processing and (due to machining)
Another purpose is to prevent breakage / scratch due to impact and other changes (deterioration) in mechanical properties of the material.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明に係るパターニング装置は、レーザー集光
部が通過する先端孔を設けたノズル本体を有し、上記先
端孔を形成する先端周囲壁に、複数の気体流路を貫設し
て、上記先端周囲壁の最先端面に、円周等分配で複数の
高速気体噴出部を開設し、レーザー加工進行方向とは逆
の後方部に該当する上記噴出部から、選択的に高速気体
を噴出するように上記ノズル本体を構成したものであ
る。
In order to achieve the above-mentioned object, a patterning device according to the present invention has a nozzle body having a tip hole through which a laser focusing portion passes, and forms the tip hole. A plurality of gas flow passages are provided through the peripheral wall of the tip, and a plurality of high-speed gas jet parts are formed in the tip of the peripheral wall of the above-mentioned tip in a circumferentially even distribution. The nozzle body is configured so that high-speed gas is selectively ejected from the ejection portion corresponding to the section.

【0006】また、先端孔を有すると共に該先端孔を形
成する先端周囲壁内に複数の気体流路を有する中空のノ
ズル本体と、該ノズル本体に内装されて光ファイバーか
らのレーザー光を集光して上記先端孔から外部へ出射す
る出射光学部と、上記先端周囲壁内の各気体流路に夫々
連通連結する配管部と、該配管部に設けられた電磁弁
と、各配管部の他端に連通連結すると共に気体供給部か
らの気体を各配管部に分配する気体供給管と、を出射部
に備え、さらに、上記先端周囲壁の最先端面に、上記気
体流路に一対一で対応して連通する複数の高速気体噴出
部を円周等分配で開設し、かつ、ノズル本体を二次元乃
至三次元的に移動させるノズル移動手段を具備し、さら
に、レーザー加工進行方向とは逆の後方部に該当する高
速気体噴出部から、選択的に高速気体を噴出するように
電磁弁を制御する電磁弁制御手段を設けたものである。
Further, a hollow nozzle body having a tip hole and a plurality of gas passages in a tip peripheral wall forming the tip hole, and a laser beam from an optical fiber which is incorporated in the nozzle body and is condensed. And an emission optical portion that emits from the tip hole to the outside, a pipe portion that communicates with each gas flow path in the tip peripheral wall, a solenoid valve provided in the pipe portion, and the other end of each pipe portion. A gas supply pipe that is connected to and connected to the gas supply unit and distributes the gas from the gas supply unit to each pipe unit is provided in the emission unit, and further, the tip end peripheral wall has a one-to-one correspondence with the gas flow path. A plurality of high-speed gas jetting portions that are communicated with each other are provided in a circumferentially even distribution, and a nozzle moving means for moving the nozzle body two-dimensionally or three-dimensionally is provided. From the high-speed gas ejection part corresponding to the rear part, It is provided with a solenoid valve control means for controlling the solenoid valve to eject a high velocity gas to 択的.

【0007】また、レーザー光の焦点と高速気体の吹付
交点とが一致すると共に、ノズル本体の軸心に対して20
°≦θ≦60°の角度をもって上記高速気体を噴出させる
ように高速気体噴出部を配設したものである。また、ノ
ズル本体の動きと電磁弁の開閉とが連動するように、ノ
ズル移動手段の制御部と電磁弁制御手段とを接続したも
のである。
Further, the focal point of the laser beam and the spraying intersection of the high-speed gas coincide with each other, and the axis of the nozzle body is 20
The high-speed gas jetting portion is arranged so as to jet the high-speed gas at an angle of θ ≦ θ ≦ 60 °. Further, the control unit of the nozzle moving means and the solenoid valve control means are connected so that the movement of the nozzle body and the opening / closing of the solenoid valve are interlocked.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】以下、実施の形態を示す図面に基
づき、本発明を詳説する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described below in detail with reference to the drawings showing the embodiments.

【0009】図1は、本発明に係るパターニング装置の
実施の一形態を示し、同図(イ)は正面図、(ロ)は平
面図である。このパターニング装置は、ノズル本体1が
設けられた出射部Aと、出射部Aを二次元乃至三次元的
に移動させるノズル移動手段Eと、電磁弁制御手段7
と、を備えている。このノズル移動手段Eと電磁弁制御
手段7について、詳しくは後述する。
1A and 1B show an embodiment of a patterning apparatus according to the present invention. FIG. 1A is a front view and FIG. 1B is a plan view. This patterning device includes an emission part A provided with a nozzle body 1, a nozzle moving means E for moving the emission part A two-dimensionally or three-dimensionally, and an electromagnetic valve control means 7.
And The nozzle moving means E and the solenoid valve control means 7 will be described in detail later.

【0010】そして、上記出射部Aを、図2と図3に示
し、図2は半截正面図、図3の(イ)は平面図、(ロ)
は要部断面平面図、(ハ)は要部拡大底面図である。
The emission part A is shown in FIG. 2 and FIG. 3, FIG. 2 is a front view of a half, and (a) of FIG. 3 is a plan view, (b).
Is a cross-sectional plan view of an essential part, and (c) is an enlarged bottom view of the essential part.

【0011】出射部Aは、先端孔8を有すると共に先端
孔8を形成する先端周囲壁9内に複数の気体流路10…を
有する中空のノズル本体1と、ノズル本体1に内装され
ると共に光ファイバーからのレーザー光を集光してノズ
ル本体1の先端孔8から外部へ出射する出射光学部2
と、先端周囲壁9の各気体流路10…に夫々連通連結する
配管部3…と、各配管部3…に設けられた電磁弁4…
と、各配管部3…の他端に連通連結すると共に(図外
の)気体供給部からの気体を各配管部3…に分配する気
体供給管5と、を備えている。
The emission part A is provided with a hollow nozzle body 1 having a tip hole 8 and a plurality of gas flow paths 10 in a tip peripheral wall 9 forming the tip hole 8, and is provided inside the nozzle body 1. An emission optical section 2 that collects laser light from an optical fiber and emits the laser light to the outside from the tip hole 8 of the nozzle body 1.
A pipe part 3 connected to each gas flow path 10 of the tip peripheral wall 9 and a solenoid valve 4 provided in each pipe part 3 ...
And a gas supply pipe 5 that is connected to the other end of each of the pipe parts 3 ... And distributes the gas from the gas supply part (not shown) to each of the pipe parts 3.

【0012】ノズル本体1は、上記気体流路10…を内部
に貫設された先端周囲壁9と、先端周囲壁9と同一の内
径を有すると共に先端周囲壁9の上端縁に連結される基
端周囲壁14と、を備え、気体流路10…の基端側は盲ネジ
16によって施蓋されている。
The nozzle body 1 has a tip peripheral wall 9 which penetrates the gas passages 10 ... Inside, a base having the same inner diameter as the tip peripheral wall 9 and connected to an upper edge of the tip peripheral wall 9. End wall 14 and the gas flow path 10 ...
It is covered by 16.

【0013】さらに、ノズル本体1の先端周囲壁9は、
先端孔8に向かって縮径するテーパ壁部9aを有し、こ
のテーパ壁部9aの最先端面12に気体流路10に一対一で
対応して連通する複数(図例では八つ)の高速気体噴出
部13…が円周等分配で開設されている。
Further, the tip peripheral wall 9 of the nozzle body 1 is
A plurality of (eight in the illustrated example) a taper wall portion 9a having a diameter reduced toward the tip hole 8 and communicating with the tip end surface 12 of the taper wall portion 9a in a one-to-one correspondence with the gas flow passage 10. The high-speed gas jets 13 ... Are opened in a circle.

【0014】そして、(ミラーやレンズ等を備えた)出
射光学部2を内装したノズル本体1を、上方の断面L字
型の取付板18に、(上下の外鍔部を有する)筒部材15を
介してボルト・ナット結合にて固着している。なお、出
射光学部2の上端は、光ファイバーケーブル11を外嵌し
た管部材17に連結されると共に、光ファイバーケーブル
11又はミラー導光機構が出射光学部2へ接続されてい
る。また、出射光学部2は、光ファイバーを通じて送ら
れたレーザー光───例えば、YAGレーザーやCO2
レーザー等───を出射光学部2下部の空間部21で集光
し、そのレーザー集光部がノズル本体1の先端孔8を通
過する(図4参照)。
Then, the nozzle body 1 having the emission optical section 2 (having a mirror, a lens, etc.) incorporated therein is attached to a mounting plate 18 having an L-shaped cross-section above, and a tubular member 15 (having upper and lower outer flange portions). It is fixed by connecting bolts and nuts through. In addition, the upper end of the emitting optical unit 2 is connected to the tube member 17 fitted with the optical fiber cable 11 and the optical fiber cable.
11 or a mirror light guide mechanism is connected to the emission optical unit 2. Further, the emission optical section 2 uses a laser beam sent through an optical fiber, for example, a YAG laser or CO 2
A laser or the like is condensed in the space portion 21 below the emission optical unit 2, and the laser condensing portion passes through the tip hole 8 of the nozzle body 1 (see FIG. 4).

【0015】また、ノズル本体1の先端周囲壁9には、
その外周面から各気体流路10…に一対一で対応して連通
する孔部19…が貫設され、この各孔部19…を介して配管
部3…が気体流路10…に夫々連通連結されている。そし
て、各配管部3…に電磁弁4…が設けられ、先端周囲壁
9の外周面に固着されている。なお、電磁弁4は(後述
する)電磁弁制御手段7によって開閉を制御される。
Further, on the tip peripheral wall 9 of the nozzle body 1,
From the outer peripheral surface thereof, hole portions 19 ... Corresponding to the gas passages 10 ... Corresponding one-to-one are penetratingly provided, and the pipe portions 3 ... Communicate with the gas passages 10 ... Via the hole portions 19 ... It is connected. Further, solenoid valves 4 are provided in each of the piping portions 3 ... And fixed to the outer peripheral surface of the tip peripheral wall 9. The opening / closing of the solenoid valve 4 is controlled by solenoid valve control means 7 (described later).

【0016】また、各配管部3…の他端は、気体供給管
5のT字型管継手部20…に連通連結されており、(図外
の)気体供給部からの気体が(取付板18を貫通した)気
体供給管5に圧送され、各配管部3…に分配される。
The other end of each pipe portion 3 is connected to the T-shaped pipe joint portion 20 of the gas supply pipe 5 so that the gas from the gas supply portion (not shown) (mounting plate). It is pumped to the gas supply pipe 5 (which penetrates 18) and distributed to each pipe portion 3.

【0017】そして、出射部Aは全体として、取付板18
に固着された危険防止用の保護板22にて外周を包囲され
ている。
The emitting portion A as a whole is attached to the mounting plate 18
The outer periphery is surrounded by a protective plate 22 for preventing danger that is fixed to the.

【0018】次に図1にもどって、出射部Aのノズル本
体1を二次元乃至三次元的に移動させるノズル移動手段
Eについて具体的に説明する。ノズル移動手段Eは、同
図(イ)(ロ)に示す如く、支柱部23と、モーター25a
を有すると共に上下往復動する第1移動部25と、モータ
ー26aを有すると共に前後往復動する第2移動部26と、
モーター27aを有すると共に左右往復動する第3移動部
27と、を備えている。
Next, returning to FIG. 1, the nozzle moving means E for moving the nozzle body 1 of the emitting portion A two-dimensionally or three-dimensionally will be specifically described. The nozzle moving means E includes a column portion 23 and a motor 25a as shown in FIGS.
And a second moving part 26 having a motor 26a and reciprocating back and forth,
A third moving unit that has a motor 27a and reciprocates left and right
27 and.

【0019】第1移動部25は、支柱部23上部の外側面24
に長手方向に付設された第1レール部材29(例えば、ラ
ック部材)上を、モーター25aによって回転移動する図
示省略の車輪部(例えば、ピニオン部材)を備えてお
り、支柱部23に沿って上下往復動することができる。
The first moving portion 25 is an outer surface 24 on the upper portion of the column portion 23.
A wheel portion (for example, a pinion member) (not shown) that is rotationally moved by a motor 25a is provided on a first rail member 29 (for example, a rack member) that is attached in the longitudinal direction to the vertical portion along the column portion 23. It can reciprocate.

【0020】また、第1移動部25の外側面28には棚部30
が固着され、また、この棚部30の上面には第2レール部
材31を有する水平部32が固着されている。そして、モー
ター26aの回転駆動力によって第2移動部26は、第2レ
ール部材31上を前後往復動可能とされている。
Further, the outer surface 28 of the first moving portion 25 has a shelf portion 30.
Further, a horizontal portion 32 having a second rail member 31 is fixed to the upper surface of the shelf portion 30. The second moving portion 26 is reciprocally movable back and forth on the second rail member 31 by the rotational driving force of the motor 26a.

【0021】また、第2移動部26には、第3移動部27用
の第3レール部材33が設けられており、モーター27aの
回転駆動力によって第3移動部27が左右往復動可能とさ
れている。そして、上記出射部Aが、取付板18を介して
第3移動部27と連結されている。
The second moving portion 26 is provided with a third rail member 33 for the third moving portion 27, and the third moving portion 27 can be reciprocated left and right by the rotational driving force of the motor 27a. ing. The emitting portion A is connected to the third moving portion 27 via the mounting plate 18.

【0022】上記説明のノズル移動手段Eには、第1、
第2、第3移動部25,26,27の移動を制御する制御部6
が備えられており、各モーター25a,26a,27aと接続
されている。つまり、この制御部6によって各モーター
25a,26a,27aは回転を制御され、第1、第2、第3
移動部25,26,27が夫々同時に移動し、出射部Aのノズ
ル本体1が二次元乃至三次元的に移動する。
The nozzle moving means E described above includes the first,
Control unit 6 for controlling the movement of the second and third moving units 25, 26, 27
Is provided and is connected to each motor 25a, 26a, 27a. That is, each motor is controlled by the control unit 6.
The rotation of 25a, 26a, and 27a is controlled, and the first, second, and third
The moving parts 25, 26, 27 move simultaneously, and the nozzle body 1 of the emitting part A moves two-dimensionally or three-dimensionally.

【0023】また、図1と図3(イ)に示すように、本
発明のパターニング装置には、電磁弁制御手段7が備え
られており、各電磁弁4…を選択的に開閉させるよう制
御している。さらに、ノズル移動手段Eの制御部6と電
磁弁制御手段7とは、ノズル本体1の動きと電磁弁4…
の開閉とが連動するように接続されている。
As shown in FIGS. 1 and 3 (a), the patterning device of the present invention is provided with electromagnetic valve control means 7 for controlling to open / close each electromagnetic valve 4 ... are doing. Further, the control section 6 of the nozzle moving means E and the solenoid valve control means 7 are arranged so that the movement of the nozzle body 1 and the solenoid valve 4 ...
It is connected so that the opening and closing of can be linked.

【0024】具体的には、レーザー加工進行方向───
ノズル本体1の進行方向───とは逆の後方部に該当す
る一つ乃至二つの高速気体噴出部13を選択して高速気体
Gを噴出するように、電磁弁制御手段7が電磁弁4…を
開状態とする。従って、制御部6は、ノズル本体1の動
きを制御すると同時に、ノズル本体1の動きと電磁弁4
…の開閉とが連動するように電磁弁制御手段7へ電気的
信号を送信し、この信号によって電磁弁制御手段7が電
磁弁4…を選択して開閉させる。
Specifically, the laser processing direction--
The solenoid valve control means 7 controls the solenoid valve 4 so that the high-speed gas G is jetted by selecting one or two high-speed gas jetting parts 13 corresponding to the rear part opposite to the traveling direction of the nozzle body 1. ... is opened. Therefore, the control unit 6 controls the movement of the nozzle body 1 and simultaneously the movement of the nozzle body 1 and the solenoid valve 4
An electric signal is transmitted to the solenoid valve control means 7 so as to be linked with the opening and closing of the solenoid valve, and the solenoid valve control means 7 selects the solenoid valve 4 ...

【0025】ここで、パターニング(マーキング)され
るワークを所定位置に保持するものとして、例えば、図
例(図1の仮想線)に示すようなワーク固定用装置Bを
用いるのもよい。このワーク固定用装置Bを簡単に説明
すると、上下揺動するアーム41と、コンベアー43と、を
備えており、パイプ状のワーク40をコンベアー43のロー
ラー44上に載置し、アーム41を揺動させて(アーム41先
端に設けられた)押え部42で押えてワーク40を挾持状に
固定する。
Here, for holding the work to be patterned (marking) at a predetermined position, for example, a work fixing device B as shown in the drawing (phantom line in FIG. 1) may be used. The work fixing device B will be briefly described. The work fixing device B includes an arm 41 that swings up and down and a conveyor 43. A pipe-shaped work 40 is placed on a roller 44 of the conveyor 43, and the arm 41 is shaken. The work 40 is moved and pressed by the pressing portion 42 (provided at the tip of the arm 41) to fix the work 40 in a sandwiched manner.

【0026】ローラー44の外周面は谷型であるため、ワ
ーク40を横ずれさせずに固定することができ、また、ア
ーム41が上下揺動するので大小のワーク40に対応でき
る。そして、ワーク40をコンベアー43に沿って長手方向
に移動させるには、例えば、押え部42のワーク40への当
接部位に、ワーク送り用の回転輪や回転ベルト等を設け
る。この場合、ワーク40が所定文字数マーキングされる
と所定分ワーク40が送られるように連動させるのが、望
ましい。なお、ワークが帯板状のものであれば、ローラ
ーを(軸心と平行な)棒状とすればよい。なお本発明に
於て、ワーク40としては金属の他に、石,タイル等の非
金属にも応用できる。
Since the outer peripheral surface of the roller 44 is valley-shaped, the work 40 can be fixed without being laterally displaced, and the arm 41 swings up and down, so that it can be used for large and small works 40. Then, in order to move the work 40 in the longitudinal direction along the conveyor 43, for example, a rotating wheel or a rotating belt for feeding the work is provided at the contact portion of the pressing portion 42 with the work 40. In this case, it is desirable to interlock so that the work 40 is fed by a predetermined amount when the work 40 is marked with a predetermined number of characters. If the work is strip-shaped, the roller may be rod-shaped (parallel to the axis). In the present invention, the work 40 can be applied to non-metals such as stones and tiles in addition to metal.

【0027】しかして、図4に示すように、ノズル本体
1は、その内部に設けられた出射光学部2から出射する
レーザー光Sの焦点Pと、噴出部13から噴出する高速気
体Gの吹付交点とが一致するように設計されている。ま
た、ノズル本体1の軸心Oに対して20°≦θ≦60°の角
度をもって高速気体Gを噴出させるように高速気体噴出
部13を配設している。
As shown in FIG. 4, the nozzle body 1 is sprayed with the focus P of the laser light S emitted from the emission optical section 2 provided therein and the high-speed gas G ejected from the ejection section 13. It is designed to match the intersection. Further, the high-speed gas ejection portion 13 is arranged so as to eject the high-speed gas G at an angle of 20 ° ≦ θ ≦ 60 ° with respect to the axis O of the nozzle body 1.

【0028】従って、図5に示す如く、レーザー加工時
に於て、ノズル本体1の進行方向35と逆の後方部の噴出
部13から高速気体Gが噴出するが、このとき、レーザー
光Sの焦点Pによってワーク40表面40aが溶融すると共
に、その溶融部位を狙うように高速気体G───気体速
度は 100〜 500m/s───が噴射され、溶融部位を吹
き飛ばすので、効果的にワーク40表面40aに溝34を形成
することができる。なお、気体速度が 100m/sより小
であると、溶融部位を十分吹き飛ばすことができず、 5
00m/sよりも大であると、現場環境が悪化する。
Therefore, as shown in FIG. 5, at the time of laser processing, the high-speed gas G is ejected from the ejection portion 13 at the rear portion opposite to the advancing direction 35 of the nozzle body 1, but at this time, the focus of the laser light S is focused. The surface 40a of the work 40 is melted by P, and the high-speed gas G is injected at a gas velocity of 100 to 500 m / s so as to aim at the melted part and blows off the melted part. The groove 34 can be formed in the surface 40a. If the gas velocity is less than 100 m / s, the molten portion cannot be blown off sufficiently,
If it is greater than 00 m / s, the site environment will deteriorate.

【0029】また、高速気体噴出部13は、ノズル本体1
の軸心Oに対して20°≦θ≦60°の角度をもって形成さ
れることから、θを小(20〜30°)とすると、ワーク40
表面40aに対して噴出部13が鋭角となり、深い溝34を形
成することができ、θを大(50〜60°)とすると、バリ
───ワーク溶融部位の盛り上がり───が減少すると
共に溝34の内面が平滑で仕上がりの美しいものとなる。
しかしながら、θが20°よりも小であると、溶融部位が
飛ばされ難く、そのためバリの発生が多くなる。また、
θが60°よりも大となると、高速気体Gが向かいの(先
端周囲壁9)最先端面12に衝突して乱流が生じると共
に、溶融部位を確実に吹き飛ばすことができず溝が浅す
ぎてしまう。
The high-speed gas jetting section 13 is provided in the nozzle body 1
Since it is formed with an angle of 20 ° ≦ θ ≦ 60 ° with respect to the axis O of, the work 40
The jetted portion 13 has an acute angle with respect to the surface 40a, and a deep groove 34 can be formed. When θ is large (50 to 60 °), burrs--the swelling of the work-melting portion--reduces and The inner surface of the groove 34 is smooth and has a beautiful finish.
However, if θ is smaller than 20 °, the molten portion is less likely to be skipped, so that burrs are often generated. Also,
When θ becomes larger than 60 °, the high-speed gas G collides with the opposite (tip peripheral wall 9) front end surface 12 to generate turbulent flow, and the melted portion cannot be reliably blown off, and the groove is too shallow. Will end up.

【0030】なお、気体Gとしては、空気、N2 ガス、
2 ガス、H2 ガス、その他が使用され、O2 ガス(又
はH2 ガス)を使用した場合、深い溝(凹部)加工が可
能であり、N2 ガスでは溝(凹部)加工の深さは浅くな
るが、加工面は非常に綺麗な仕上がりとなり、空気で
は、O2 ガスとN2 ガスの中間の効果が得られ、実用的
である。
As the gas G, air, N 2 gas,
O 2 gas, H 2 gas, etc. are used. When O 2 gas (or H 2 gas) is used, deep groove (recess) processing is possible, and with N 2 gas, groove (recess) processing depth is used. Although it becomes shallower, the processed surface has a very clean finish, and air is practical because it provides an intermediate effect between O 2 gas and N 2 gas.

【0031】しかして、図6は、レーザー加工時の高速
気体Gの噴出方向を示し、図例の如く、レーザー加工進
行方向35(ノズル本体1の進行方向)とは逆の後方部に
該当する高速気体噴出部13から、高速気体Gが噴出する
(図3参照)。このとき、図6(イ)(ロ)は直線状の
溝加工を示し、この場合一つの噴出部13から高速気体G
が噴出される。同図(ハ)〜(ニ)にかけては、曲線状
の溝加工であるが、この場合、ノズルの進行方向35が連
続的に変化するため、電磁弁4が瞬間的に切り替りなが
ら、この進行方向35に追随するように(一つ乃至二つ
の)噴出部13から高速気体Gが噴出される。
Therefore, FIG. 6 shows the jetting direction of the high-speed gas G at the time of laser processing, and as shown in the figure, corresponds to the rear part opposite to the laser processing advancing direction 35 (the advancing direction of the nozzle body 1). The high-speed gas G is ejected from the high-speed gas ejection unit 13 (see FIG. 3). At this time, (a) and (b) of FIG. 6 show the straight groove processing, in which case the high-speed gas G is discharged from one ejection portion 13.
Is squirted. In the figures (c) to (d), curved groove machining is performed, but in this case, since the advancing direction 35 of the nozzle continuously changes, the advancing operation is performed while the solenoid valve 4 is instantaneously switched. The high-speed gas G is ejected from the (one or two) ejection parts 13 so as to follow the direction 35.

【0032】また、図7は、他の実施の形態を示し、こ
れは、出射部AをロボットRのアーム45先端に取付けた
ものである。このようにすれば、(図1で説明した)ワ
ーク固定用装置Bで搬送されるワーク40へのレーザー加
工も行え、さらに、(図例の如く)コンベアーに載置で
きない大型及び形状のワーク40にも対応することができ
る。なお、上述同様に、制御部6と電磁弁制御手段7と
を設け、ノズル本体1の動きと電磁弁4の切り替えとを
連動させる。
FIG. 7 shows another embodiment, in which the emitting portion A is attached to the tip of the arm 45 of the robot R. In this way, laser processing can be performed on the work 40 conveyed by the work fixing device B (described in FIG. 1), and the work 40 having a large size and shape that cannot be placed on the conveyor (as shown in the figure). Can also be accommodated. Note that, similarly to the above, the control unit 6 and the solenoid valve control means 7 are provided, and the movement of the nozzle body 1 and the switching of the solenoid valve 4 are interlocked.

【0033】また、本発明は上述の実施の形態に限定さ
れず、例えば、高速気体噴出部13(及びこれに対応する
気体流路10と電磁弁4)の数の増減は自由であるが、多
いほうがより複雑な文字や記号や図形や、各種模様等の
パターニングが可能となり仕上がりも緻密となる。
Further, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and for example, the number of high-speed gas jetting parts 13 (and the corresponding gas flow paths 10 and solenoid valves 4) can be freely increased or decreased. The larger the number, the more complicated characters, symbols, figures and various patterns can be patterned, resulting in a more precise finish.

【0034】[0034]

【発明の効果】本発明は上述の如く構成されるので、次
に記載する効果を奏する。
Since the present invention is configured as described above, the following effects can be obtained.

【0035】(請求項1又は2記載のパターニング装置
によれば)レーザー加工進行方向35と、高速気体Gの噴
出方向が一致するため、レーザー光Sによるワーク40の
溶融部位が溝34の両側に堆積することなく吹き飛ばされ
る(バリの発生を抑制する)。従って、ワーク40表面40
aに形成された文字・図形・記号・模様等の仕上がり
が、美しいものとなる。さらに、ワークの熱変形及び機
械的性質の変化等を防止して、効率的に、かつ、高品質
のパターンを描き得る。
(According to the patterning device according to the first or second aspect), since the laser processing advancing direction 35 and the jetting direction of the high-speed gas G coincide with each other, the melted portions of the work 40 by the laser light S are on both sides of the groove 34. It is blown away without depositing (suppresses the generation of burrs). Therefore, the work 40 surface 40
The finish of the characters, figures, symbols, patterns, etc. formed on a will be beautiful. Further, it is possible to prevent a thermal deformation and a change in mechanical properties of the work, and to efficiently and efficiently draw a high quality pattern.

【0036】(請求項2又は4記載のパターニング装置
によれば)高速気体噴出部13…に連通連結する各配管部
3…に、電磁弁4…を夫々設けることによって、レーザ
ー加工進行方向35が変化しても、それに追随する方向の
高速気体Gを、自動的かつ瞬時に噴射させることができ
る。それに加えて、出射部Aは比較的軽量コンパクトで
あるため、ノズル移動手段Eにて素早い動き(1文字当
たり約1s)が可能となり、文字・図形・記号・模様等
の凹設(形成)を迅速に(能率良く)行うことができ
る。
(By the patterning device according to the second or fourth aspect of the invention) By providing the electromagnetic valves 4 in each of the pipe portions 3 connected to the high-speed gas jetting portions 13 in order, the laser processing direction 35 can be changed. Even if it changes, the high-speed gas G in the direction that follows it can be jetted automatically and instantly. In addition, since the emission part A is comparatively lightweight and compact, the nozzle moving means E enables quick movement (about 1 s per character), which allows concave formation (formation) of characters, figures, symbols, patterns, etc. It can be done quickly (efficiently).

【0037】(請求項2記載のパターニング装置によれ
ば)出射部Aは軽量コンパクトであるため、ロボットR
のアーム41等へ簡単に取付け(取外し)して使用するこ
とができる。従って、既存のノズル移動手段を用いての
使用も行い得る。
Since the emitting part A is lightweight and compact (according to the patterning device according to claim 2), the robot R
It can be used by simply attaching (removing) it to the arm 41 or the like. Therefore, the existing nozzle moving means can be used.

【0038】(請求項3記載のパターニング装置によれ
ば)レーザー光Sの焦点Pにてワーク40表面40aを溶融
すると共に、その溶融部位を狙うように高速気体Gが噴
射され、溶融部位を吹き飛ばすので、確実かつ効果的に
ワーク40表面40aに溝34を形成することができる。しか
も、高速気体噴出部13は、ノズル本体1の軸心Oに対し
て20°≦θ≦60°の角度をもって形成されることから、
θを小(20〜30°)とすると、きれいで深い溝34を形成
することができ、θを大(50〜60°)とすると、バリ─
──ワーク溶融部位の盛り上がり───が減少すると共
に溝34の内面が平滑となり、さらに仕上がりの美しいも
のとなる。また、θを45°位に設定すると、この中間的
な仕上がりの溝34を形成することができる。さらに、気
体Gの気体速度を調整することによって、溝深さの微妙
な調整を行い得る。
(According to the patterning device of the third aspect), the surface 40a of the work 40 is melted at the focal point P of the laser light S, and the high-speed gas G is jetted so as to aim at the melted part and blows off the melted part. Therefore, it is possible to surely and effectively form the groove 34 on the surface 40a of the work 40. Moreover, since the high-speed gas jetting portion 13 is formed at an angle of 20 ° ≦ θ ≦ 60 ° with respect to the axis O of the nozzle body 1,
If θ is small (20 to 30 °), a clean and deep groove 34 can be formed, and if θ is large (50 to 60 °), burr-
──The swelling of the melted part of the work ─── decreases, and the inner surface of the groove 34 becomes smooth, resulting in a more beautiful finish. Further, when θ is set to about 45 °, this intermediate finished groove 34 can be formed. Further, by adjusting the gas velocity of the gas G, the groove depth can be finely adjusted.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明のパターニング装置の実施の一形態を示
す構成説明図である。
FIG. 1 is a structural explanatory view showing an embodiment of a patterning device of the present invention.

【図2】噴射部の半截正面図である。FIG. 2 is a front view of a jetting part in a half-section.

【図3】噴射部の構成説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of a configuration of an injection unit.

【図4】要部断面正面図である。FIG. 4 is a sectional front view of a main part.

【図5】レーザー加工状態を示す要部断面正面図であ
る。
FIG. 5 is a cross-sectional front view of essential parts showing a laser processing state.

【図6】レーザー加工状態を示す説明平面図である。FIG. 6 is an explanatory plan view showing a laser processing state.

【図7】他の実施の形態を示す斜視図である。FIG. 7 is a perspective view showing another embodiment.

【図8】従来例を示す説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram showing a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ノズル本体 2 出射光学部 3 配管部 4 電磁弁 5 気体供給管 6 制御部 7 電磁弁制御手段 8 先端孔 9 先端周囲壁 10 気体流路 12 先端面 13 高速気体噴出部 35 進行方向 A 出射部 E ノズル移動手段 G 高速気体 O 軸心 P 焦点 S レーザー光 1 Nozzle body 2 Ejection optical section 3 Piping section 4 Solenoid valve 5 Gas supply tube 6 Control section 7 Solenoid valve control means 8 Tip hole 9 Tip peripheral wall 10 Gas flow path 12 Tip surface 13 High-speed gas ejection section 35 Advancing direction A Ejection section E Nozzle moving means G High-speed gas O Axial center P Focus S Laser light

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 レーザー集光部が通過する先端孔8を設
けたノズル本体1を有し、上記先端孔8を形成する先端
周囲壁9に、複数の気体流路10…を貫設して、上記先端
周囲壁9の最先端面12に、円周等分配で複数の高速気体
噴出部13…を開設し、レーザー加工進行方向35とは逆の
後方部に該当する上記噴出部13から、選択的に高速気体
Gを噴出するように上記ノズル本体1を構成したことを
特徴とするパターニング装置。
1. A nozzle body 1 having a tip hole 8 through which a laser converging part passes, and a plurality of gas passages 10 are provided through a tip peripheral wall 9 forming the tip hole 8. , A plurality of high-speed gas jetting portions 13 are provided on the most distal end surface 12 of the tip peripheral wall 9 in a circumferentially even distribution, and from the jetting portion 13 corresponding to the rear portion opposite to the laser processing advancing direction 35, A patterning device, wherein the nozzle body 1 is configured to selectively eject a high-speed gas G.
【請求項2】 先端孔8を有すると共に該先端孔8を形
成する先端周囲壁9内に複数の気体流路10…を有する中
空のノズル本体1と、該ノズル本体1に内装されて光フ
ァイバーからのレーザー光Sを集光して上記先端孔8か
ら外部へ出射する出射光学部2と、上記先端周囲壁9内
の各気体流路10…に夫々連通連結する配管部3…と、該
配管部3…に設けられた電磁弁4…と、各配管部3…の
他端に連通連結すると共に気体供給部からの気体を各配
管部3…に分配する気体供給管5と、を出射部Aに備
え、さらに、上記先端周囲壁9の最先端面12に、上記気
体流路10に一対一で対応して連通する複数の高速気体噴
出部13…を円周等分配で開設し、かつ、ノズル本体1を
二次元乃至三次元的に移動させるノズル移動手段Eを具
備し、さらに、レーザー加工進行方向35とは逆の後方部
に該当する高速気体噴出部13から、選択的に高速気体G
を噴出するように電磁弁4を制御する電磁弁制御手段7
を設けたことを特徴とするパターニング装置。
2. A hollow nozzle body (1) having a tip hole (8) and a plurality of gas passages (10) in a tip peripheral wall (9) forming the tip hole (8), and an optical fiber installed inside the nozzle body (1). Of the laser light S of the above and collects and emits the laser light S from the tip hole 8 to the outside, and a pipe portion 3 that communicates with each gas flow passage 10 in the tip peripheral wall 9 and the pipe. The electromagnetic valves 4 provided in the parts 3 ... and the gas supply pipe 5 that is connected to the other end of each of the pipe parts 3 ... and that distributes the gas from the gas supply part to each of the pipe parts 3. In addition, in preparation for A, a plurality of high-speed gas ejection parts 13 ... Which communicate with the gas flow channel 10 in a one-to-one correspondence with each other are provided on the most distal end surface 12 of the tip peripheral wall 9 in a circumferentially even distribution. , A nozzle moving means E for moving the nozzle body 1 two-dimensionally or three-dimensionally, and further comprising a laser From the high speed gas blowout part 13 corresponding to the rear portion opposite to the factory traveling direction 35, selectively high velocity gas G
Solenoid valve control means 7 for controlling the solenoid valve 4 so as to eject
A patterning device comprising:
【請求項3】 レーザー光Sの焦点Pと高速気体Gの吹
付交点とが一致すると共に、ノズル本体1の軸心Oに対
して20°≦θ≦60°の角度をもって上記高速気体Gを噴
出させるように高速気体噴出部13…を配設した請求項1
又は2記載のパターニング装置。
3. The high-speed gas G is jetted at an angle of 20 ° ≦ θ ≦ 60 ° with respect to the axis O of the nozzle body 1 while the focal point P of the laser beam S and the spray intersection of the high-speed gas G coincide with each other. The high-speed gas jetting section 13 is arranged so as to
Or the patterning device according to 2.
【請求項4】 ノズル本体1の動きと電磁弁4の開閉と
が連動するように、ノズル移動手段Eの制御部6と電磁
弁制御手段7とを接続した請求項2記載のパターニング
装置。
4. The patterning device according to claim 2, wherein the control unit 6 of the nozzle moving means E and the solenoid valve control means 7 are connected so that the movement of the nozzle body 1 and the opening / closing of the solenoid valve 4 are interlocked.
JP8075313A 1996-03-04 1996-03-04 Patterning equipment Expired - Fee Related JP2866613B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8075313A JP2866613B2 (en) 1996-03-04 1996-03-04 Patterning equipment

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8075313A JP2866613B2 (en) 1996-03-04 1996-03-04 Patterning equipment

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH09239572A true JPH09239572A (en) 1997-09-16
JP2866613B2 JP2866613B2 (en) 1999-03-08

Family

ID=13572652

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP8075313A Expired - Fee Related JP2866613B2 (en) 1996-03-04 1996-03-04 Patterning equipment

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2866613B2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JP2866613B2 (en) 1999-03-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5149937A (en) Process and device for the manufacture of cavities in workpieces through laser beams
US5225650A (en) Process and device for the manufacture of cavities in workpieces through laser beams
US4127761A (en) Laser welding
KR100235178B1 (en) Laser beam machining method and device therefor
ES2913102T3 (en) Laser machining device with switchable laser arrangement and laser machining method
EP1020249B1 (en) Laser beam machining head
CN108778610B (en) Laser processing apparatus and laser processing method
US6531682B1 (en) Processing head for a laser engraving or cutting device
TW201815502A (en) A method of laser processing of a metallic material with optical axis position control of the laser relative to an assist gas flow, and a machine and computer program for the implementation of said method
JP2006347168A (en) Device to sever flat workpiece of brittle material more than once by lazer
JPH09103895A (en) Cutting device for machined article
US6727463B2 (en) Arrangement for the working of three-dimensional, expandable upper surfaces of work pieces by means of a laser
JP3532223B2 (en) Laser processing machine head
US6064033A (en) Operative head for a laser machine
WO2011154379A1 (en) Laser cutting system
JPH09271965A (en) Patterning device
JPH09239572A (en) Patterning device
CA1091557A (en) Method and apparatus for making an instantaneous thermochemical start
JP2001062652A (en) Method and device for performing composite working of laser and water jet
JP3291097B2 (en) Processing head of laser processing machine
KR101059370B1 (en) Air Nozzle for Laser Optics Head
JP3287112B2 (en) Laser beam nozzle device for laser beam machine
JP2004042113A (en) Laser machining head and laser machining method
JPH09216081A (en) Laser beam cutting machine
JP3179892B2 (en) Laser processing apparatus and laser processing method

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071218

Year of fee payment: 9

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071218

Year of fee payment: 9

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees