JPH10113784A - レーザ加工装置 - Google Patents

レーザ加工装置

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JPH10113784A
JPH10113784A JP8267362A JP26736296A JPH10113784A JP H10113784 A JPH10113784 A JP H10113784A JP 8267362 A JP8267362 A JP 8267362A JP 26736296 A JP26736296 A JP 26736296A JP H10113784 A JPH10113784 A JP H10113784A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
work
hole
contact member
laser processing
nozzle hole
Prior art date
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Pending
Application number
JP8267362A
Other languages
English (en)
Inventor
Atsushi Nakamura
淳 中村
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Amada Co Ltd
Original Assignee
Amada Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Amada Co Ltd filed Critical Amada Co Ltd
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Publication of JPH10113784A publication Critical patent/JPH10113784A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 レーザ加工によって形成された加工穴の安定
化を図る。 【解決手段】 レーザ加工ヘッド21に上方向からワー
クWにおける被穴明け部の上側周縁部分に当接する環状
のワーク当接部材29を設け、ノズル孔よりも下側の位
置であって下方向から見たときにワーク当接部材29の
穴の中心部がノズル孔23にほぼ一致するような当接位
置とノズル孔23よりも上側の当接回避位置との間にお
いて、ワーク当接部材29を移動可能に構成してなるこ
とを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ワークにおける被
穴明け部に対してレーザ加工を行って加工穴を形成する
レーザ加工装置に関する。
【0002】
【従来の技術】以下、従来のレーザ加工装置について簡
単に説明する。
【0003】フレームにはワークを支持するワークテー
ブルが前後方向へ移動可能に設けてあり、このワークテ
ーブルの上方位置にはレーザ加工ヘッドが上下方向及び
左右方向へ移動可能に設けてある。上記レーザ加工ヘッ
ドはワークにおける被穴明け部に対してレーザビームを
照射すると共にアシストガスを噴射するノズル孔を備え
ている。
【0004】従って、ワークテーブルを前後方向へ移動
させると共に、レーザ加工ヘッドを左右方向へ移動させ
ることにより、レーザ加工ヘッドにおけるノズル孔をワ
ークにおける被穴明け部の垂直上方位置に位置せしめ
る。そして、レーザ加工ヘッドを上下方向へ位置調節し
た状態のもとで、ノズル孔によりワークにおける被穴明
け部に対してレーザビームを照射すると共にアシストガ
スを噴射する。これによって、アシストガスによる酸化
熱反応も相俟って、ワークにおける被穴明け部に対して
穴明け加工を行って加工穴を形成することができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、アシストガ
スをワークにおける被穴明け部に対して噴射すると、ア
シストガスはワークにおける被穴明け部の上側周縁部分
に拡散し、被穴明け部の他にこの上側周縁部分もアシス
トガスによる酸化熱反応により溶融される。そのため、
図6(a)に示すように、加工穴の内側上部が内側下部
よりも極めて大きくなり、加工穴の径が不安定化する。
又、加工穴の上側周縁部に溶融金属が盛り上がった状態
のもとで付着し、この加工穴を基準としてスリット切断
を行うと、加工ヘッドと溶融金属が干渉する場合があ
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】前述の如き、従来の問題
点を解決するために、本発明においては、第1の手段と
して、ワークにおける被穴明け部に対してレーザ加工を
行って加工穴を形成せしめるレーザ加工装置において、
ワークを支持するワークテーブルを設け、このワークテ
ーブルの上方位置にワークにおける被穴明け部に対して
レーザビームを照射すると共にアシストガスを噴射する
ノズル孔を備えたレーザ加工ヘッドを設け、このレーザ
加工ヘッドを上下方向へ移動可能かつ上記ワークテーブ
ルに対して相対的に水平方向へ移動可能に構成し、この
レーザ加工ヘッドに上方向からワークにおける被穴明け
部の上側周縁部分に当接する環状のワーク当接部材を設
け、前記ノズル孔よりも下側の位置であって下方向から
みたときにワーク当接部材の穴の中心部がノズル孔にほ
ぼ一致するような当接位置と、上記ノズル孔よりも上側
の当接回避位置との間において、前記ワーク当接部材を
移動可能に構成してなることを特徴とする。
【0007】第2の手段として、第1の手段の発明特定
事項の他に、前記ワーク当接部材に環状の保護カバーを
設け、この保護カバーの穴を前記ノズル孔の大きさとほ
ぼ同じ(少し大きい場合も含む)に構成し、ワーク当接
部材が当接位置に位置したときに保護カバーが前記ノズ
ル孔とワーク当接部材の上側の間に位置すると共に下方
向からみたときに保護カバーの穴がノズル孔にほぼ一致
するように構成してなることを特徴とする。
【0008】第3の手段として、第1又は第2の手段の
発明特定事項の他に、前記ワーク当接部材を冷却可能に
構成してなることを特徴とする。
【0009】第4の手段として、第1〜第3の手段のう
ちいずれかの手段の発明特定事項の他に、前記ワーク当
接部材の穴を上側から下側にかけて徐々に細くなるよう
にテーパ状に構成してなることを特徴とする。
【0010】前記の手段の発明特定事項により、レーザ
加工ヘッドをワークテーブルに対して相対的に水平方向
へ移動させて、レーザ加工ヘッドにおけるノズル孔をワ
ークにおける被穴明け部の垂直上方位置に位置せしめ
る。又、ワーク当接部材を当接回避位置から当接位置に
位置せしめる。そして、レーザ加工ヘッドを下方向へ移
動させて、ワーク当接部材を上方向からワークにおける
被穴明け部の上側周縁部分に当接せしめる。
【0011】ワーク当接部材をワークにおける被穴明け
部の周縁部分に当接せしめた後に、レーザ加工ヘッドの
ノズル孔によりワークにおける被穴明け部に対してレー
ザビームを照射すると共にアシストガスを噴射する。こ
れによって、アシストガスの酸化熱反応も相俟って、ワ
ークにおける被穴明け部に対して穴明け加工を行って加
工穴を形成せしめることができる。この時、ワーク当接
部材が被穴明け部の上側周縁部分に当接しているため、
被穴明け部の上側周縁部分とワーク当接部材の間にアシ
ストガスが流れることを抑制することができると共に、
溶融金属はワーク当接部材の穴の内側に付着して、被穴
明け部の上側周縁部分に付着することはない。又、第2
の手段の発明特定事項を備えた場合にあっては、スパッ
タが被穴明け部から上方向へ飛散しても、保護カバーに
よりスパッタがレーザ加工ヘッドに付着することを抑制
することができる。更に、第3の手段の発明特定事項を
備えた場合にあっては、ワーク当接部材を冷却せしめて
おくことにより、ワーク当接部材の穴の内側にスパッタ
が付着することを抑制することができると共に、上記溶
融金属とワーク当接部材の穴の内側の付着状態が強固に
なることを抑制することができる。
【0012】ワークに加工穴を形成せしめた後に、ワー
ク当接部材を当接位置から当接回避位置に位置せしめ
る。そして、この加工穴を基準としてスリット切断を行
う場合には、レーザ加工ヘッドを上下方向へ位置調節し
た状態のもとで、ノズル孔によりワークにおける被切断
部に対してレーザビームを照射すると共にアシストガス
を噴射しつつ、レーザ加工ヘッドをワークテーブルに対
して相対的に水平方向へ移動させる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。
【0014】図1を参照するに、本発明の実施の形態に
かかるレーザ加工装置1は水平な前部方向(図1におい
て紙面に向かって表裏方向)へ延伸したベッド3とこの
ベッド3の中央部に立設した門型フレーム5とを備えて
いる。このベッド3には一対の第1ガイドレール7が前
後方向へ延伸して設けてあり、一対の第1ガイドレール
7にはワークWを支持するワークテーブル7が第1サー
ボモータ(図示省略)の駆動により前後方向へ移動可能
に設けてある。
【0015】門型フレーム5における上部フレーム11
には一対の第2ガイドレール13が左右方向(図1にお
いて左右方向)へ延伸して設けてあり、一対の第2ガイ
ドレール13にはキャレッジ15が第2サーボモータ1
7及びボールねじ19の駆動により左右方向へ移動可能
に設けてある。上記キャレッジ15にはレーザ加工ヘッ
ド21が設けてあり、このレーザ加工ヘッド21は第3
サーボモータ(図示省略)の駆動により上下方向(図1
において上下方向)へ移動可能である。上記レーザ加工
ヘッド21は、レーザビームを照射すると共にアシスト
ガスを噴射するノズル孔23を備えており、光伝導装置
(図示省略)を介してレーザ発振器(図示省略)に光学
的に接続してある。
【0016】図2及び図3を参照するに、上記レーザ加
工ヘッド21には揺動部材25の基部が連結してあり、
この揺動部材25は流体圧シリンダ27の作動により上
下方向(図2及び図3において上下方向)へ揺動可能で
ある。揺動部材25の先端部には上方向からワークWに
おける被穴明け部の上側周縁部分に当接する環状のワー
ク当接部材29が設けてあり、このワーク当接部材29
は、揺動部材25が上下方向へ揺動することにより当接
位置と当接回避位置との間において上下方向へ揺動する
ことが可能である。ここで、当接位置とは、図3に示す
ようにノズル孔23よりも下側の位置であって下方向か
ら見たときにワーク当接部材29の穴の中心部がノズル
孔23にほぼ一致するような位置をいい、当接回避位置
とは、図2に示すようにノズル孔23よりも上側の位置
のことをいう。
【0017】又、図5に示すように上記ワーク当接部材
29を冷却可能にするため、ワーク当接部材29の内部
には冷却通路31が形成してあって、この冷却通路31
の一端が冷却水供給通路33に連通してあると共に冷却
通路31の他端が冷却水排出通路35に連通してある。
ここで、冷却水供給通路33と冷却水排出通路35は適
宜に連通してある。更に、上記ワーク当接部材29の穴
は上側から下側にかけて徐々に細くなるようにテーパ状
に構成してある。
【0018】上記ワーク当接部材29には環状の保護カ
バー37が設けてあり、この保護カバー37の穴はノズ
ル孔23の大きさとほぼ同じに構成してある。又、ワー
ク当接部材29が当接位置に位置したときに保護カバー
37がノズル孔23とワーク当接部材29の上側の間に
位置すると共に下方向から見たときに保護カバー37の
穴がノズル孔23にほぼ一致するように構成してある。
【0019】次に、本発明の実施の形態の作用について
説明する。
【0020】第1サーボモータの駆動によりワークテー
ブル9を左右方向へ移動させると共に、第2サーボモー
タ17の駆動によりキャレッジ15を左右方向へ移動さ
せる。これによって、レーザ加工ヘッド21をワークテ
ーブル9に対して相対的に前後及び左右方向へ移動させ
て、ノズル孔23をワークWにおける被穴明け部の垂直
上方位置に位置せしめる(図3参照)。又、流体圧シリ
ンダ27の作動により揺動部材25を下方向へ揺動させ
て、ワーク当接部材29を当接回避位置から当接位置に
位置せしめる。そして、第3サーボモータの駆動により
レーザ加工ヘッド21を下方向へ移動させて、ワーク当
接部材29を上方向からワークWにおける被穴明け部の
上側周縁部分に当接せしめる(図4参照)。
【0021】ワーク当接部材29をワークWにおける被
穴明け部の上側周縁部分に当接せしめた後に、レーザ加
工ヘッド21のノズル孔23によりワークWにおける被
穴明け部に対してレーザビームを照射すると共にアシス
トガスを噴射する。これによって、アシストガスによる
酸化熱反応も相俟って、ワークWにおける被穴明け部に
対して穴明け加工を行って加工穴を形成することができ
る。この時、ワーク当接部材29がワークWにおける被
穴明け部の上側周縁部分に当接しているため、ワークW
における被穴明け部の上側周縁部分とワーク当接部材2
9の間にアシストガスが流れることを抑制することがで
きると共に、溶融金属はワーク当接部材29の穴の内側
に付着してもワークWにおける被穴明け部の上側周縁部
分に付着することはない。又、スパッタが穴明け部から
上方向へ飛散しても、保護カバー37によりスパッタが
レーザ加工ヘッド21に付着することを抑制することが
できる。更に、ワーク当接部材29を冷却せしめること
により、ワーク当接部材29の穴の内側にスパッタが付
着することを抑制することができると共に、上記溶融金
属とワーク当接部材29の穴の内側の付着状態が強固に
なることを抑制することができる。
【0022】ワークWに加工穴を形成せしめた後に、レ
ーザ加工ヘッド21を上方向へ移動させて、流体圧シリ
ンダ27の作動により揺動部材25を上方向へ揺動させ
てワーク当接部材29を当接位置から当接回避位置に位
置せしめる(図2参照)。そして、この加工穴を基準と
してスリット切断を行う場合には、レーザ加工ヘッド2
1を上下方向へ位置調節した状態のもとで、ノズル孔2
3によりワークWにおける被切断部に対してレーザビー
ムを照射すると共にアシストガスを噴射しつつ、レーザ
加工ヘッド21をワークテーブル9に対して相対的に前
後又は左右方向へ移動させる。
【0023】以上の如き、本発明の実施の形態によれ
ば、ワークWにおける被穴明け部の上側周縁部分とワー
ク当接部材29の間にアシストガスが流れることを抑制
しているため、ワークWにおける被穴明け部の上側周縁
部分がアシストガスによる酸化熱反応により溶融される
ことを抑制し、図6(b)に示すように、加工穴の内側
上部が内側下部に比べて極端に大きくなることを抑制
し、加工穴の径の安定化を図ることができる。
【0024】又、溶融金属は加工穴の上側周縁部分に付
着することがないため、加工穴を基準としてスリット切
断を行う場合に、レーザ加工ヘッド21と溶融金属の干
渉がなく、作業の能率の向上を図ることができる。
【0025】又、保護カバー37によりスパッタがレー
ザ加工ヘッド21に付着することを抑制しているため、
レーザ加工ヘッド21のメンテナンスの省力化を図るこ
とができる。
【0026】更に、ワーク当接部材29を冷却可能にし
たことにより、スパッタがワーク当接部材29の穴の内
側に付着しないと共に、溶融金属とワーク当接部材29
の穴の内側の付着状態が強固になることを抑制してあっ
て溶融金属の除去が容易であるため、ワーク当接部材2
9のメンテナンスの省力化を図ることができる。
【0027】
【発明の効果】請求項1〜請求項4のうちのいずれかの
請求項に記載の発明によれば、ワークにおける被穴明け
部の上側周縁部分とワーク当接部材の間にアシストガス
が流れることを抑制しているため、ワークにおける被穴
明け部の上側周縁部分がアシストガスによる酸化熱反応
により溶融されることを抑制し、加工穴の内側上部が内
側下部に比べて極端に大きくなることを抑制し、加工穴
の径の安定化を図ることができる。
【0028】又、溶融金属は加工穴の上側周縁部分に付
着することがないため、加工穴を基準としてスリット切
断を行う場合に、レーザ加工ヘッドと溶融金属の干渉が
なく、作業の能率の向上を図ることができる。
【0029】請求項2〜請求項4のうちのいずれかの請
求項に記載の発明によれば、保護カバーによりスパッタ
がレーザ加工ヘッドに付着することを抑制しているた
め、レーザ加工ヘッドのメンテナンスの省力化を図るこ
とができる。
【0030】請求項3又は請求項4に記載の発明によれ
ば、ワーク当接部材を冷却可能に構成したことにより、
ワーク当接部材の穴の内側にスパッタが付着することを
抑制すると共に、溶融金属とワーク当接部材の穴の内側
の付着状態が強固になることを抑制して溶融金属の除去
が容易であるため、ワーク当接部材のメンテナンスの省
力化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】レーザ加工装置の概略的な正面図である。
【図2】ワーク当接部材の動作図である。
【図3】ワーク当接部材の動作図である。
【図4】ワーク当接部材の動作図である。
【図5】ワーク当接部材の拡大図である。
【図6】ワークの加工穴の状態を示す図である。
【符号の説明】
1 レーザ加工装置 9 ワークテーブル 21 レーザ加工ヘッド 23 ノズル孔 29 ワーク当接部材 31 冷却通路 37 保護カバー

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ワークにおける被穴明け部に対してレー
    ザ加工を行って加工穴を形成せしめるレーザ加工装置に
    おいて、ワークを支持するワークテーブルを設け、この
    ワークテーブルの上方位置にワークにおける被穴明け部
    に対してレーザビームを照射すると共にアシストガスを
    噴射するノズル孔を備えたレーザ加工ヘッドを設け、こ
    のレーザ加工ヘッドを上下方向へ移動可能かつ上記ワー
    クテーブルに対して相対的に水平方向へ移動可能に構成
    し、このレーザ加工ヘッドに上方向からワークにおける
    被穴明け部の上側周縁部分に当接する環状のワーク当接
    部材を設け、前記ノズル孔よりも下側の位置であって下
    方向からみたときにワーク当接部材の穴の中心部がノズ
    ル孔にほぼ一致するような当接位置と、上記ノズル孔よ
    りも上側の当接回避位置との間において、前記ワーク当
    接部材を移動可能に構成してなることを特徴とするレー
    ザ加工装置。
  2. 【請求項2】 前記ワーク当接部材に環状の保護カバー
    を設け、この保護カバーの穴を前記ノズル孔の大きさと
    ほぼ同じに構成し、ワーク当接部材が当接位置に位置し
    たときに保護カバーが前記ノズル孔とワーク当接部材の
    上側の間に位置すると共に下方向からみたときに保護カ
    バーの穴がノズル孔にほぼ一致するように構成してなる
    ことを特徴とする請求項1に記載のレーザ加工装置。
  3. 【請求項3】 前記ワーク当接部材を冷却可能に構成し
    てなることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の
    レーザ加工装置。
  4. 【請求項4】 前記ワーク当接部材の穴を上側から下側
    にかけて徐々に細くなるようにテーパ状に構成してなる
    ことを特徴とする請求項1〜請求項3のうちのいずれか
    の請求項に記載のレーザ加工装置。
JP8267362A 1996-10-08 1996-10-08 レーザ加工装置 Pending JPH10113784A (ja)

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JP8267362A JPH10113784A (ja) 1996-10-08 1996-10-08 レーザ加工装置

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1005945A2 (en) * 1998-10-21 2000-06-07 Fanuc Ltd Laser-beam machining method, laser-beam machining device and auxiliary tool for piercing

Cited By (4)

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US6335507B1 (en) 1998-10-12 2002-01-01 Fanuc Ltd. Laser-beam machining method, laser-beam machining device and auxiliary tool for piercing
EP1005945A2 (en) * 1998-10-21 2000-06-07 Fanuc Ltd Laser-beam machining method, laser-beam machining device and auxiliary tool for piercing
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EP1005945A3 (en) * 1998-10-21 2004-05-12 Fanuc Ltd Laser-beam machining method, laser-beam machining device and auxiliary tool for piercing

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