JPH10128571A - レーザ加工装置 - Google Patents

レーザ加工装置

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JPH10128571A
JPH10128571A JP8279633A JP27963396A JPH10128571A JP H10128571 A JPH10128571 A JP H10128571A JP 8279633 A JP8279633 A JP 8279633A JP 27963396 A JP27963396 A JP 27963396A JP H10128571 A JPH10128571 A JP H10128571A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
nozzle
laser processing
processing head
laser
work
Prior art date
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Pending
Application number
JP8279633A
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 JPH10128571A publication Critical patent/JPH10128571A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ワークにドロスが付着することを抑制し、切
断精度の向上を図ると共に、集光レンズにスパッタが付
着することを抑制して集光レンズの寿命向上を図る。 【解決手段】 ノズル装置25は、外部ノズル27とこ
の外部ノズル27内に設けられかつ小径ノズル径H1
有した内部ノズル29とを備え、内部ノズル29は小径
のノズル先端部29aと大径のノズル胴部29bを備
え、外部ノズル27の先端部の内側とノズル先端部29
aの外側とノズル胴部29bの肩側とにより環状の大径
ノズル孔H2 が区画形成され、ノズル胴部29bに複数
のガス通路31を設け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スリット切断加工を行ったり、
ワークにおける被穴明け部に対してレーザ穴明け加工を
行ったり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】ベッドにはワークを支持するワークテーブ
ルが設けてあり、このワークテーブルの上方位置には集
光レンズを備えたレーザ加工ヘッドが設けてある。上記
レーザ加工ヘッドは上下方向へ移動可能かつワークテー
ブルに対して相対的に水平方向へ移動可能に構成してあ
る。上記レーザ加工ヘッドの先端部にはレーザビームを
照射すると共にアシストガスを噴出するノズル装置が設
けてある。
【0004】従って、レーザ加工ヘッドを上下方向へ位
置調節する。そして、ワークにおける被切断部に対応し
て、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つつ、ノズル装置におけるノズル
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
における加工穴(又は端面)によりレーザスリット切断
加工を行って、切断溝を上記長手方向に沿って形成する
ことができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記ノズル装置のノズ
ル孔が小径(例えば径2mm)であると、ワークにおけ
る被切断部に対して噴射されるアシストガスの流量が充
分でなく、レーザスリット切断加工によって生じたドロ
スが、ワークに付着して、切断精度が悪くなるという問
題がある。
【0006】一方、上記ノズル装置のノズル孔が大径で
あると、ワークにおける被切断部に噴射されるアシスト
ガスの流量は充分になり、ドロスがワークに付着するこ
とを抑制することができる反面、スリットレーザ切断加
工の基準となる加工穴を形成せしめるレーザ穴明け加工
において、以下の問題が生じる。即ち、レーザ穴明け加
工を開始してから加工穴が貫通するまでの間に、レーザ
穴明け加工によって生じる多くのスパッタが、上方向へ
飛散してレーザ加工ヘッド内に入り込んで、集光レンズ
に付着して集光レンズの寿命が短くなるという問題があ
る。
【0007】
【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集光レンズを備えたレーザ加
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の先端部
にレーザビームを照射すると共にアシストガスを噴射す
るノズル装置を設けてなるレーザ加工装置において、上
記ノズル装置は、外部ノズルと、この外部ノズル内に設
けられかつレーザビーム及びアシストガスが通過可能な
小径ノズル孔を有した内部ノズルとを備え、更に、この
内部ノズルは小径のノズル先端部と大径のノズル胴部を
備え、上記外部ノズルの先端部の内側と上記ノズル先端
部の外側と上記ノズル胴部の肩側とによりアシストガス
が通過可能な環状の大径ノズル孔が区画形成されるよう
に構成し、上記ノズル胴部にアシストガスが通過可能な
複数のガス通路を設け、各ガス通路の一端部を上記外部
ノズル孔に連通すると共に各ガス通路の他端部を前記レ
ーザ加工ヘッド内に連通してなることを特徴とする。
【0008】第2の手段として、第1の手段の発明特定
事項の他に、前記外部ノズルを前記レーザ加工ヘッドの
先端部に着脱可能に構成し、前記内部ノズルにおける前
記ノズル胴部を上記外部ノズルの内側に着脱可能に嵌合
してなることを特徴とする。
【0009】前記の手段の発明特定事項によれば、レー
ザ加工ヘッドを上下方向へ位置調節する。そして、ワー
クにおける被切断部の長手方向に対応して、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
動させつつ、内部ノズルにおける小径ノズル孔によりワ
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、大径ノズル孔によりワー
クにおける被切断部に対して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、ワークにおける加工穴(又は端面)からレーザスリ
ット切断加工を行って、切断溝を上記長手方向に沿って
形成せしめることができる。ここで、小径ノズル孔の他
に大径ノズル孔によりアシストガスを噴射しているた
め、多くの流量のアシストガスをワークにおける被切断
部に噴射せしめることができる。
【0010】又、レーザスリット切断加工を行う前にお
いて、レーザ穴明け加工を行って、レーザスリット切断
加工の基準となる加工穴を形成せしめる場合には、レー
ザ加工ヘッドを上下方向へ位置調節すると共に、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
へ移動させて内部ノズルにおける小径ノズル孔をワーク
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、内部ノズルにおける小径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し、大径ノズル孔によりワークに
おける被穴明け部に対して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レーザ穴明け加
工を行って加工穴を形成せしめることができる。ここ
で、レーザ穴明け加工を開始してから加工穴が貫通する
までの間、レーザ穴明け加工によって生じるスパッタ
が、上方向へ飛散して、小径ノズル孔及び大径ノズル孔
からノズル装置内を介してレーザ加工ヘッド内に入り込
む場合がある。しかし、小径ノズル孔の径が小さいこ
と、及び大径ノズル孔から入ったスパッタの大部分がノ
ズル胴部の肩側に突き当たることにより、多くのスパッ
タがレーザ加工ヘッド内に入り込むことを抑制してい
る。
【0011】又、ノズル装置に装着したドロスを除去す
る場合には、外部ノズルをレーザ加工ヘッドの先端部か
ら離脱せしめて、内部ノズルにおけるノズル胴部を外部
ノズルから離脱せしめる。
【0012】
【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。
【0013】図4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は前後方向(図4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9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。
【0014】門型フレーム5おける上部フレーム11は
ワークテーブル9の上方位置に位置してあって、この上
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4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17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
集光レンズ21を備えたレーザ加工ヘッド23が設けて
あり、このレーザ加工ヘッド23は第3サーボモータ
(図示省略)の駆動により上下方向へ移動可能である。
上記レーザ加工ヘッド23の先端部にはワークW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
るノズル装置25が設けてある。尚、レーザ加工ヘッド
23は光伝導装置(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。
【0015】本発明の実施の形態の要部であるノズル装
置25について、図1〜図3を参照して詳細に説明する
と、ノズル装置25は、レーザ加工ヘッド23の先端部
に着脱可能に螺合した外部ノズル27と、この外部ノズ
ル27内に設けられかつレーザビーム及びアシストガス
が通過可能な小径ノズル孔H1 を有した内部ノズル29
を備えている。更に、内部ノズル29は小径のノズル先
端部29aと大径のノズル胴部29bを一体的に備えて
おり、ノズル胴部29bは外部ノズル27の内側に着脱
可能に嵌合してある。上記外部ノズル27の先端部の内
側とノズル先端部29aの外側とノズル胴部29bの肩
側とによりアシストガスが通過可能な環状の大径ノズル
孔H2 が区画形成されるように構成してある。上記ノズ
ル胴部29bにはアシストガスが通過可能な上下(図1
において上下、図2において紙面に向って表裏、図3に
おいて紙面に向って裏表)に延びた複数のガス通路31
が設けてあり、各ガス通路31の一端部は外部ノズル孔
2 に連通すると共に各ガス通路31の他端部はレーザ
加工ヘッド23内に連通してある。
【0016】次に、本発明の実施の形態の作用について
説明する。
【0017】ワークWにおける被切断部に対してレーザ
スリット切断加工を行う場合には、まず第3サーボモー
タの駆動によりレーザ加工ヘッド23を上下方向へ位置
調節する。そして、第1サーボモータの駆動によりワー
クテーブル9を前後方向へ移動させたり又は第2サーボ
モータ17の駆動によりレーザ加工ヘッド23を左右方
向へ移動させたりすることにより、ワークWにおける被
切断部の長手方向に対応して、レーザ加工ヘッド23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
移動させることができる。更に、レーザ加工ヘッド23
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
へ移動させる際に、内部ノズル29における小径ノズル
孔H1 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、大径ノ
ズル孔H2 によりワークWにおける被切断部に対してア
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における加工穴
(又は端面)からレーザスリット切断加工を行って、切
断溝を上記長手方向に沿って形成せしめることができ
る。ここで、ノズル装置25は小径ノズル孔H1 の他に
大径ノズル孔H2 を備えているため、多くの流量のアシ
ストガスをワークWにおける被切断部に対して噴射せし
めることができる。
【0018】又、レーザスリット切断加工を行う前にお
いて、レーザ穴明け加工を行って、レーザスリット切断
加工の基準となる加工穴を形成せしめる場合には、第1
サーボモータ及び第2サーボモータ17の駆動によりレ
ーザ加工ヘッド23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、内部ノズル29をワ
ークWにおける被穴明け部に位置せしめる。次に、第3
サーボモータの駆動によりレーザ加工ヘッド23を上下
方向へ位置せしめる。そして、内部ノズル29における
小径ノズル孔H1 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
射し、大径ノズル孔H2 によりワークWにおける被穴明
け部に対して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レーザ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。
【0019】ここで、レーザ穴明け加工を開始してから
加工穴が貫通するまでの間、レーザ穴明け加工によって
生じるスパッタが、上方向へ飛散して、小径ノズル孔H
1 及び大径ノズル孔H2 からノズル装置25内を介して
レーザ加工ヘッド23内に入り込む場合がある。しか
し、小径ノズル孔H1 の径が小さいこと、及び大径ノズ
ル孔H2 から入ったスパッタの大部分がノズル胴部29
bの肩側に突き当たることにより、多くのスパッタがレ
ーザ加工ヘッド23内に入り込むことを抑制している。
【0020】又、ノズル装置25に付着したドロスを除
去する場合にも、外部ノズル27をレーザ加工ヘッド2
3の先端部から離脱せしめ、内部ノズル29におけるノ
ズル胴部29bを外部ノズル27から離脱せしめる。
【0021】以上の如き、本発明の実施の形態荷よれ
ば、レーザスリット切断加工を行う時に、多くの流量の
アシストガスをワークWにおける被切断部に噴射してい
るため、レーザスリット切断加工によって生じるドロス
が、下方向へ吹き飛ばされることを促進して、ワークW
に付着することを抑制し、切断精度の向上を図ることが
できる。
【0022】又、レーザ穴明け加工を開始してから加工
穴が貫通するまでの間、多くの流量のアシストガスがワ
ークWにおける被穴明け部に噴射されても、多くのスパ
ッタがレーザ加工ヘッド23内に入り込むことを抑制し
ているため、集光レンズ21にスパッタが付着すること
を抑制して、集光レンズ21の寿命向上を図ることがで
きる。
【0023】更に、外部ノズル27をレーザ加工ヘッド
23の先端部から離脱せしめ、内部ノズル29における
ノズル胴部29bを外部ノズル27から離脱せしめるこ
とにより、ノズル装置25に付着したスパッタを除去す
る作業が容易になり、ノズル装置25のメンテナンスの
省力化を図ることができる。
【0024】
【発明の効果】請求項1又は請求項2に記載の発明によ
れば、レーザスリット切断加工を行う時に多くの流量の
アシストガスをワークにおける被切断部に噴射している
ため、ドロスが下方向へ吹き飛ばされることを促進し
て、ドロスがワークに付着することを抑制し、切断精度
の向上を図ることができる。
【0025】又、レーザ穴明け加工を開始してから加工
穴が貫通するまでの間、多くのアシストガスがワークに
おける被穴明け部に噴射されても、多くのスパッタがレ
ーザ加工ヘッド内に入り込むことが抑制されているた
め、集光レンズにスパッタが付着することを抑制し、集
光レンズの寿命向上を図ることができる。
【0026】請求項2に記載の発明によれば、外部ノズ
ルをレーザ加工ヘッドの先端部から離脱せしめ、内部ノ
ズルにおけるノズル胴部を外部ノズルから離脱せしめる
ことにより、ノズル装置に付着したスパッタを除去する
作業が容易になり、ノズル装置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】ノズル装置の断面図である。
【図2】図1におけるII−II線に沿った図である。
【図3】図1におけるIII−III線に沿った図である。
【図4】レーザ加工装置の概略的な図である。
【符号の説明】
1 レーザ加工装置 9 ワークテーブル 21 集光レンズ 23 レーザ加工ヘッド 25 ノズル装置 27 外部ノズル 29b ノズル胴部 31 ガス通路 H1 小径ノズル孔 H2 大径ノズル孔

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 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集光レンズを備え
    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
    ドの先端部に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装置を設けてなるレーザ加工装置に
    おいて、 上記ノズル装置は、外部ノズルと、この外部ノズル内に
    設けられかつレーザビーム及びアシストガスが通過可能
    な小径ノズル孔を有した内部ノズルとを備え、更に、こ
    の内部ノズルは小径のノズル先端部と大径のノズル胴部
    を備え、上記外部ノズルの先端部の内側と上記ノズル先
    端部の外側と上記ノズル胴部の肩側とによりアシストガ
    スが通過可能な環状の大径ノズル孔が区画形成されるよ
    うに構成し、上記ノズル胴部にアシストガスが通過可能
    な複数のガス通路を設け、各ガス通路の一端部を上記外
    部ノズル孔に連通すると共に各ガス通路の他端部を前記
    レーザ加工ヘッド内に連通してなることを特徴とするレ
    ーザ加工装置。
  2. 【請求項2】 前記外部ノズルを前記レーザ加工ヘッド
    の先端部に着脱可能に構成し、前記内部ノズルにおける
    前記ノズル胴部を上記外部ノズルの内側に着脱可能に嵌
    合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。
JP8279633A 1996-10-22 1996-10-22 レーザ加工装置 Pending JPH10128571A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6822187B1 (en) * 1998-09-09 2004-11-23 Gsi Lumonics Corporation Robotically operated laser head
JP2011041963A (ja) * 2009-08-21 2011-03-03 Amada Co Ltd レーザ加工装置におけるレーザ加工ヘッド

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6822187B1 (en) * 1998-09-09 2004-11-23 Gsi Lumonics Corporation Robotically operated laser head
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