JPH09277080A - レーザビーム加工機のレーザノズル - Google Patents

レーザビーム加工機のレーザノズル

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JPH09277080A
JPH09277080A JP8122480A JP12248096A JPH09277080A JP H09277080 A JPH09277080 A JP H09277080A JP 8122480 A JP8122480 A JP 8122480A JP 12248096 A JP12248096 A JP 12248096A JP H09277080 A JPH09277080 A JP H09277080A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ティーチングミスなどにより破損されるレー
ザノズルを安価に提供してレーザビーム加工機の維持費
を低減する。 【解決手段】 ノズルボディ11の先端に装着したノズ
ルチップ12に設けたノズルホール15から被加工物に
向ってレーザビームを照射させるとともにアシストガス
を噴出させるようにしたレーザビーム加工機において、
絶縁性に富む硬質の樹脂材料でノズルボディ11を構成
するとともに、耐熱性に富む導電体でノズルチップ12
を構成したことにより、レーザビーム加工機の維持費に
大きな影響を及ぼすレーザノズル10の部品費を低くし
てレーザビーム加工機の維持費を低減するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ光を利用し
たレーザビーム加工機のレーザノズルに係り、特に、レ
ーザビーム加工機の維持費を低減するに有効なレーザノ
ズルに関するものである。
【0002】
【従来の技術】レーザビーム加工は、指向性、集光性に
優れたレーザ光をレンズあるいはミラーで微小スポット
に集束して得られる高いエネルギ密度を利用する熱加工
法であり、難加工材料にも適用することができる。ま
た、光学系を利用しているために加工時の制御が容易で
あり、非接触加工であるために工具の摩耗がなく、加工
歪が少ない。さらに、コンピュータとの接続性がよいな
ど、従来の工作機械では得難い長所を持っており、切
断、溶接あるいは半導体の微細加工などに幅広く利用さ
れつつある。
【0003】ところで、よりフレキシブルで高速かつ高
精度の加工を行なうために、図4に示したように図示し
ないレーザ発振器とロボット1のアーム2の先端に取り
付けた加工部3を多関節型の関節アーム4で構成した導
光路を介して接続することにより、レーザ発振器から出
力されたレーザ光を関節アーム4の各関節部に設けた反
射ミラーで加工部3に誘導し、この加工部3に設けたレ
ーザノズル5から図示しない被加工物の表面に向ってレ
ーザ光を照射するとともにアシストガスを噴出するよう
にしたレーザ/ロボット加工機の開発が進められてい
る。
【0004】このように被加工物の表面に向ってレーザ
光を照射させるとともにアシストガスを噴射するレーザ
ノズル5は、図5に示したようにセラミック材で構成し
たノズルボディ6と、該ノズルボディ6の先端に取り付
けたノズルチップ7で構成されており、ノズルチップ7
に設けたノズルホール8から図示しない被加工物に向っ
てレーザ光を照射させるとともに、アシストガスを噴出
する。
【0005】また、上記レーザ/ロボット加工機におい
ては、ノズルチップ7を黄銅などのように耐熱性を有す
る導電体で構成して該ノズルチップ7を静電容量型近接
センサの電極として機能させることにより、ノズルチッ
プ7の電荷を図示しないコントローラに供給してノズル
チップ7と図示しない被加工物の表面の間隔を予め定め
た値に保持させるようにしている。9はノズルチップ7
に接続されたハーネスであり、ノズルボディ6内に埋設
している。
【0006】このように従来のレーザ/ロボット加工機
においては、レーザノズル5のノズルボディ6を高価な
セラミック材で構成していた。従って、ティーチングミ
スあるいは被加工物の形状の変化などでノズルチップ7
が被加工物の表面に接触すると、ノズルボディ6が破損
し、これによりレーザ/ロボット加工機の維持費が高く
つくという不具合があった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記実情に鑑
みてなされたものであって、ティーチングミスなどによ
り破損されるレーザノズルを安価に提供してレーザビー
ム加工機の維持費を低減させることを課題としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、ノズルボディの先端に装着したノズルチッ
プに設けたノズルホールから被加工物に向ってレーザ光
を照射させるとともにアシストガスを噴出させるように
したレーザビーム加工機において、絶縁性に富む硬質の
樹脂材料でノズルボディを構成するとともに、耐熱性に
富む導電体でノズルチップを構成したことを特徴として
いる。
【0009】また本発明は、ノズルボディの先端部に耐
熱スリーブを介してノズルチップを装着し、あるいは、
ノズルボディの少なくとも表面先端部に耐熱被覆を設け
ることにより、レーザビーム加工時に懸念されるバック
ファイヤによるノズルボディの焼損を回避することがで
きる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施形態を図に基
づいて詳細に説明する。図1は本発明に係るレーザノズ
ルの第1実施形態を示す断面図である。この図1におい
て、例えば図4に示したレーザ/ロボット加工機の加工
部の先端などに取り付けられるレーザノズル10は、ノ
ズルボディ11とノズルチップ12で構成されており、
ノズルボディ11の先端に耐熱スリーブ13を介してノ
ズルチップ12をねじ込み固定している。
【0011】ここに本実施形態においては、例えばベー
クライトのように絶縁性に富む硬質の樹脂材料でノズル
チップ11を構成している。また、黄銅などのように耐
熱性に富む導電体でノズルチップ12を構成するととも
に、鋼材などのように耐熱性および強度に優れた金属材
料で耐熱スリーブ13を構成している。14はノズルボ
ディ11の表面に配線保持させたハーネスであり、耐熱
スリーブ13を介してノズルチップ12に接続してい
る。
【0012】かかる構成になるレーザノズル10におい
ても、ノズルチップ12を静電容量型近接センサの電極
として機能させて該チップ12を図示しない被加工物の
表面に沿って移動させつつ、このノズルチップ12に設
けたノズルホール15から図示しない被加工物に向って
レーザ光を照射させるとともに、アシストガスを噴出さ
せて被加工物を切断あるいは溶接加工する。
【0013】ところで、レーザノズル10をレーザ/ロ
ボット加工機の加工部に取り付けた場合は、被加工物の
表面に沿ってノズルボディ10を手動で移動させてロボ
ットのティーチングを行なう。ところが、このティーチ
ング時の操作ミスにより、あるいは、ティーチング後に
おける被加工物の形状の変化などにともなってノズルチ
ップ12が被加工物に接触するとノズルボディ11を破
損することがあるために、レーザノズル10を交換する
必要性がある。
【0014】ところが、ノズルボディ11をベークライ
トのように絶縁性に富む硬質の樹脂材料で構成したもの
であるから、樹脂材料を選択することでノズルボディ1
1の強度を充分に高くしつつ、レーザノズル10の製造
コストを大幅に低下させることができる。このために、
ティーチングミスあるいは被加工物の形状の変化などに
ともなってノズルチップ12が被加工物の表面に接触し
たとしてもノズルボディ11が破損され難くなり、万一
ノズルボディ11が破損した場合においても、レーザ/
ロボット加工機の維持費に大きな影響を及ぼすレーザノ
ズル10の部品費を低くすることができるために、レー
ザビーム加工機の維持費を低下させることができる。
【0015】なお、上記第1実施形態に示したようにノ
ズルボディ11の先端に耐熱スリーブ13を介してノズ
ルチップ12を取り付けた場合は、この耐熱スリーブ1
3によってノズルボディ11の先端部が強化されるとと
もに、レーザビーム加工時に懸念されるバックファイヤ
によるノズルボディ11の焼損を回避することができる
が、ノズルボディ11の材質によっては耐熱スリーブ1
3に代えて耐熱被覆を設け、あるいは、バックファイヤ
による焼損が予測されない場合は耐熱被覆を省略するこ
とができる。
【0016】すなわち、図2は鋼材で構成した耐熱カバ
ー16をノズルボディ11の表面の先端部に取り付けて
バックファイヤによるノズルボディ11の焼損を回避す
るようにした第2実施形態を示したものである。従っ
て、このように別部品としての耐熱カバー16をノズル
ボディ11に取り付けて耐熱被覆を形成するようにした
場合は、必要に応じて耐熱カバー16を着脱し、あるい
は、耐熱カバー16を構成する材料もしくは耐熱カバー
16の構造を選択してノズルボディ11の耐熱性を任意
に設定することができる利点がある。
【0017】図3はセラミック材の溶射などによる耐熱
薄膜17をノズルボディ11の先端部表面に設けて耐熱
被覆を形成してバックファイヤによるノズルボディ11
の焼損を回避するようにした第3実施形態を示したもの
である。従って、この第3実施形態のように耐熱薄膜1
7を設けてノズルボディ11の耐熱性を改善するように
した場合は、耐熱薄膜17を構成する高級材料の使用量
を削減することができるために、耐熱処理に要するコス
トの上昇を抑制することができる利点がある。
【0018】また、上記実施態様のようにハーネス14
をノズルボディ11の表面に配線保持させた外付けタイ
プのハーネスを設けた場合は、断線時にハーネス14を
容易に修理することができるものであり、静電容量型近
接センサを構成する必要性がない場合は、ハーネス14
を取り外してレーザノズル10のコストをより低減する
ことができる利点がある。
【0019】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明
は、従来は高価なセラミック材で構成されていたノズル
ボディを絶縁性に富む硬質の樹脂材料で構成し、耐熱性
に富む導電体で構成したノズルチップを前記ノズルボデ
ィの先端に装着して従来とほぼ同一性能を有するレーザ
ノズルを構成したものである。従って、ティーチングミ
スなどにより破損されるレーザノズルを安価に提供する
ことができ、レーザビーム加工機の維持費に大きな影響
を及ぼすレーザノズルの部品費を低くすることができる
ために、レーザビーム加工機の維持費を低減することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るレーザノズルの第1実施形態を示
す断面図である。
【図2】本発明に係るレーザノズルの第2実施形態を示
す断面図である。
【図3】本発明に係るレーザノズルの第3実施形態を示
す断面図である。
【図4】レーザノズルを用いたレーザ/ロボット加工機
の概要を示す斜視図である。
【図5】レーザノズルの従来例を示す断面図である。
【符号の説明】
10 レーザノズル 11 ノズルボディ 12 ノズルチップ 13 耐熱スリーブ 14 ハーネス 15 ノズルホール 16 耐熱カバー 17 耐熱薄膜

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ノズルボディの先端に装着したノズルチ
    ップに設けたノズルホールから被加工物に向ってレーザ
    光を照射させるとともにアシストガスを噴出させるよう
    にしたレーザビーム加工機において、絶縁性に富む硬質
    の樹脂材料でノズルボディを構成するとともに、耐熱性
    に富む導電体でノズルチップを構成したことを特徴とす
    るレーザビーム加工機のレーザノズル。
  2. 【請求項2】 ノズルボディの先端部に耐熱スリーブを
    介してノズルチップを装着したことを特徴とする請求項
    1に記載のレーザビーム加工機のレーザノズル。
  3. 【請求項3】 ノズルボディの少なくとも表面先端部に
    耐熱被覆を設けたことを特徴とする請求項1に記載のレ
    ーザビーム加工機のレーザノズル。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009519133A (ja) * 2005-12-16 2009-05-14 トルンプフ ヴェルクツォイクマシーネン ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニー コマンディートゲゼルシャフト レーザー加工装置のためのセンサー装置用の絶縁体
JP2016501132A (ja) * 2012-12-19 2016-01-18 ターボメカTurbomeca レーザ溶接ヘッドおよびプロセス

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