JPH106062A - Yag laser beam machining head, laser beam machining nozzle used for the head, and nozzle magazine for the laser beam machining nozzle - Google Patents
Yag laser beam machining head, laser beam machining nozzle used for the head, and nozzle magazine for the laser beam machining nozzleInfo
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- JPH106062A JPH106062A JP8163181A JP16318196A JPH106062A JP H106062 A JPH106062 A JP H106062A JP 8163181 A JP8163181 A JP 8163181A JP 16318196 A JP16318196 A JP 16318196A JP H106062 A JPH106062 A JP H106062A
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- B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はＹＡＧレーザー加工
ヘッド及び同加工ヘッドに使用するレーザー加工用ノズ
ル及び同レーザー加工用ノズルのノズルマガジンに関す
る。The present invention relates to a YAG laser processing head, a laser processing nozzle used for the processing head, and a nozzle magazine for the laser processing nozzle.
【０００２】[0002]
【従来の技術】ＹＡＧレーザー加工ヘッドのノズルは、
切断または溶接などの加工の種類に合わせて交換されて
いる。これらのノズルは、レーザー加工ヘッドの下端部
に設けられノズル取付け部のねじ穴に螺合されており、
ノズルを交換するときには、いちいち手作業でノズルの
ねじを回転させて着脱している。2. Description of the Related Art Nozzles of a YAG laser processing head are:
Replaced according to the type of processing such as cutting or welding. These nozzles are provided at the lower end of the laser processing head and are screwed into screw holes in the nozzle mounting part,
When replacing the nozzle, the screw of the nozzle is manually rotated and removed.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ＹＡＧレーザー加工ヘ
ッドのノズルにおいて、前記溶接加工用のノズルには、
溶接部の形状及び板厚に合わせた様々なノズルの形状が
あり、従来の「ねじ」による着脱方法ではノズルの交換
に時間がかかり非効率的である。SUMMARY OF THE INVENTION In the nozzle of a YAG laser processing head, the nozzle for the welding processing includes:
There are various nozzle shapes according to the shape of the welded portion and the plate thickness, and the conventional method of attaching and detaching with a "screw" requires a long time to replace the nozzle and is inefficient.
【０００４】本発明は上述の如き問題を解決するために
成されたものであり、本発明の課題は、迅速にノズルの
着脱が可能なＹＡＧレーザー加工ヘッドと、同加工ヘッ
ドに使用するノズルの提供及び交換用の複数ノズルを保
持するノズルマガジンを提供することである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a YAG laser processing head capable of quickly attaching and detaching a nozzle, and a nozzle for use in the processing head. An object of the present invention is to provide a nozzle magazine which holds a plurality of nozzles for provision and replacement.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する手段
として、請求項１に記載のＹＡＧレーザー加工ヘッド
は、被加工材にレーザー光を集光可能な集光レンズを備
えたレーザー加工ヘッドの集光レンズの上方位置に、レ
ーザー発振器からのレーザー光を前記集光レンズに導く
光ファイバーの出射端を設けたレーザー加工ヘッドにお
いて、前記集光レンズの下方のレーザー加工ヘッド端部
にレーザー加工用ノズル装着穴を設け、該ノズル装着穴
に複数のボールプランジャーを設け、該ボールプランジ
ャーに係合可能な係合溝をノズル装着部に備えた円錐形
ノズルを前記ノズル装着穴に着脱自在に設けると共に、
前記円錐形ノズルの先端近傍の外周にフランジを設けた
ことを要旨とするものである。As a means for solving the above problems, a YAG laser processing head according to claim 1 is a laser processing head having a condensing lens capable of condensing a laser beam on a workpiece. In a laser processing head having an emission end of an optical fiber for guiding laser light from a laser oscillator to the condenser lens at a position above the condenser lens, a laser processing nozzle is provided at an end of the laser processing head below the condenser lens. A mounting hole is provided, a plurality of ball plungers are provided in the nozzle mounting hole, and a conical nozzle provided with an engaging groove engageable with the ball plunger in the nozzle mounting portion is detachably provided in the nozzle mounting hole. Along with
The gist is that a flange is provided on the outer periphery near the tip of the conical nozzle.
【０００６】また、請求項２に記載のＹＡＧレーザー加
工ヘッドは、請求項１に記載のＹＡＧレーザー加工ヘッ
ドにおいて、前記フランジを長円形としたことを要旨と
するものである。A second aspect of the YAG laser processing head according to the second aspect is the YAG laser processing head according to the first aspect, wherein the flange has an oblong shape.
【０００７】したがって、請求項１または請求項２に記
載のＹＡＧレーザー加工ヘッドによれば、ノズルを軸方
向に軽く引張るだけで、迅速かつ容易にレーザー加工ヘ
ッドからノズルを取り外すことができる。またノズルを
装着する場合には、ノズルの装着部をレーザー加工ヘッ
ドのノズル装着穴に挿入して軽く押圧するだけで迅速か
つ容易に装着することができる。Therefore, according to the YAG laser processing head according to the first or second aspect, the nozzle can be quickly and easily removed from the laser processing head simply by pulling the nozzle lightly in the axial direction. When the nozzle is mounted, the nozzle can be quickly and easily mounted by simply inserting the nozzle mounting portion into the nozzle mounting hole of the laser processing head and pressing lightly.
【０００８】請求項３に記載のレーザー加工用ノズル
は、ＹＡＧレーザー加工ヘッド端部のノズル装着穴に着
脱自在の円錐形のレーザー加工用ノズルにして、前記ノ
ズル装着穴に嵌合するノズル装着部を設け、該ノズル装
着部に前記ノズル装着穴に設けたボールプランジャーに
係合可能な係合溝を設けると共に、該ノズルの先端近傍
の細径部の外周にフランジを設けたことを要旨とするも
のである。A laser processing nozzle according to a third aspect of the present invention is a nozzle mounting part which is a conical laser processing nozzle detachable from a nozzle mounting hole at the end of a YAG laser processing head and is fitted into the nozzle mounting hole. And that the nozzle mounting portion is provided with an engagement groove engageable with a ball plunger provided in the nozzle mounting hole, and a flange is provided on the outer periphery of a small diameter portion near the tip of the nozzle. Is what you do.
【０００９】また、請求項４に記載のレーザー加工用ノ
ズルは、請求項３に記載のレーザー加工用ノズルにおい
て、前記フランジを長円形としたことを要旨とするもの
である。A fourth aspect of the present invention provides a laser processing nozzle according to the third aspect, wherein the flange is formed into an oblong shape.
【００１０】したがって、レーザー加工ヘッドのノズル
装着穴に容易にかつ迅速にノズルを着脱することができ
る。また、円錐形ノズルの先端近傍の細径部の外周に設
けたフランジをノズルマガジンに装着するときの係止部
として利用することが可能である。Therefore, the nozzle can be easily and quickly attached to and detached from the nozzle mounting hole of the laser processing head. Further, it is possible to use a flange provided on the outer periphery of the small-diameter portion near the tip of the conical nozzle as a locking portion when mounting the nozzle magazine.
【００１１】請求項５に記載のレーザー加工用ノズル
は、請求項３または請求項４に記載のレーザー加工用ノ
ズルにおいて、前記レーザー加工用ノズルが突合わせ溶
接に使用するレーザー加工用ノズルであり、レーザー光
軸に直交する被加工材当接部をノズル先端に設けると共
に、被加工材の溶接加工部にシールドガスを供給するシ
ールドガス供給穴を設けたことを要旨とするものであ
る。A laser processing nozzle according to claim 5 is the laser processing nozzle according to claim 3 or 4, wherein the laser processing nozzle is a laser processing nozzle used for butt welding. The gist of the invention is that a workpiece contact portion orthogonal to the laser optical axis is provided at the tip of the nozzle, and a shield gas supply hole for supplying a shield gas is provided at a welded portion of the workpiece.
【００１２】したがって、突合わせ溶接加工部はシール
ドガス供給穴から供給されるシールドガスにより大気か
ら完全にシールドされるので、欠陥のない突合わせ溶接
を確実に実施することが可能である。Therefore, since the butt-welded portion is completely shielded from the atmosphere by the shield gas supplied from the shield gas supply hole, it is possible to reliably perform defect-free butt welding.
【００１３】また、請求項６に記載のレーザー加工用ノ
ズルは、請求項３または請求項４に記載のレーザー加工
用ノズルにおいて、前記レーザー加工用ノズルが突合わ
せ溶接に使用するレーザー加工用ノズルであり、レーザ
ー光軸に直交する第１の被加工材当接部と、該第１の被
加工材当接部に直交する第２の被加工材当接部とをノズ
ル先端に設け、該第２の被加工材当接部を前記第１の被
加工材当接部より下方に延伸して設けると共に、前記レ
ーザー光軸から被加工材の板厚相当分離隔して設け、被
加工材の溶接加工部にシールドガスを供給するシールド
ガス供給穴をノズル先端に設けたことを要旨とするもの
である。The laser processing nozzle according to claim 6 is the laser processing nozzle according to claim 3 or 4, wherein the laser processing nozzle is a laser processing nozzle used for butt welding. A first workpiece contact portion orthogonal to the laser optical axis and a second workpiece contact portion orthogonal to the first workpiece contact portion are provided at the tip of the nozzle; The workpiece abutting portion 2 is provided to extend below the first workpiece abutting portion, and is separated from the laser optical axis by a distance corresponding to the plate thickness of the workpiece. The gist is that a shielding gas supply hole for supplying a shielding gas to the welded portion is provided at the tip of the nozzle.
【００１４】したがって、被加工材が直交するコーナー
部の突合わせ溶接を確実に実施することが可能である。Therefore, it is possible to reliably perform the butt welding at the corners where the workpiece is orthogonal.
【００１５】さらにまた、請求項７に記載のレーザー加
工用ノズルは、請求項３または請求項４に記載のレーザ
ー加工用ノズルにおいて、前記レーザー加工用ノズルが
突合わせ溶接に使用するレーザー加工用ノズルであり、
角度をもって当接する２つの被加工材の内角側の両面に
当接するＶ形被加工材当接部をノズル先端に設けると共
に、被加工材の溶接加工部にシールドガスを供給するシ
ールドガス供給穴を設けたことを要旨とするものであ
る。Further, the laser processing nozzle according to claim 7 is the laser processing nozzle according to claim 3 or 4, wherein the laser processing nozzle is used for butt welding. And
At the tip of the nozzle, a V-shaped workpiece contact portion is provided at the tip of the nozzle which abuts on both inner corner sides of two workpieces abutting at an angle, and a shield gas supply hole for supplying a shield gas to a welded portion of the workpiece is provided. It is the gist of the provision.
【００１６】したがって、２つの被加工材が角度をもっ
て当接する溶接部分がシールドガスにより大気から完全
にシールドされるので、内角側からの突合わせ溶接も欠
陥を生じさせることなく実施することが可能である。[0016] Therefore, the welded portion where the two workpieces abut against each other at an angle is completely shielded from the atmosphere by the shielding gas, so that the butt welding from the inner corner side can be performed without causing defects. is there.
【００１７】請求項８に記載のレーザー加工用ノズルマ
ガジンは、ＹＡＧレーザー加工ヘッド端部のノズル装着
穴に設けたボールプランジャーに係合可能な係合溝を有
する装着部と、該ノズルの先端近傍の細径部の外周にフ
ランジ部とを備え、前記レーザー加工ヘッドのノズル装
着穴に着脱自在の円錐形のレーザー加工用ノズルのノズ
ルマガジンにして、前記ノズルのフランジ部が通過可能
な複数の嵌合穴をノズルマガジンのノズル支持部に設け
たことを要旨とするものである。The nozzle magazine for laser processing according to the present invention has a mounting portion having an engagement groove engageable with a ball plunger provided in a nozzle mounting hole at an end of a YAG laser processing head, and a tip of the nozzle. A flange portion is provided on the outer periphery of the small diameter portion in the vicinity, and a nozzle magazine of a conical laser processing nozzle that is detachable in a nozzle mounting hole of the laser processing head is provided. The gist is that the fitting hole is provided in the nozzle support portion of the nozzle magazine.
【００１８】また、請求項９に記載のレーザー加工用ノ
ズルマガジンは、請求項８に記載の円錐形レーザー加工
用ノズルのノズルマガジンにおいて、前記フランジ部を
長円形としたことを要旨とするものである。A laser processing nozzle magazine according to a ninth aspect is characterized in that, in the nozzle magazine for a conical laser processing nozzle according to the eighth aspect, the flange portion is oblong. is there.
【００１９】したがって、ノズルマガジンのノズル支持
部の複数の嵌合穴にノズルを挿入して、ノズルを若干
（約３０度〜４５度）回転させるだけで迅速にノズル支
持部にセットすることができる。また、同様にセットさ
れたノズルを若干（約３０度〜４５度）逆回転させるこ
とによりリセット状態にすることができる。Therefore, the nozzle magazine can be quickly set in the nozzle support by simply inserting the nozzle into the plurality of fitting holes of the nozzle support and rotating the nozzle slightly (about 30 to 45 degrees). . Also, the nozzle can be reset by slightly rotating (about 30 to 45 degrees) the nozzle set similarly.
【００２０】[0020]
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
によって説明する。図１はＹＡＧレーザー加工ヘッド１
の外観を示したものである。また、図２は図１のレーザ
ー加工ヘッド１の下端部に装着したレーザー加工用のノ
ズル部分の一部を破断して示した図である。図３は図２
のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った拡大断面図である。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a YAG laser processing head 1
1 shows the appearance. FIG. 2 is a partially cutaway view of a laser processing nozzle mounted on the lower end of the laser processing head 1 of FIG. FIG. 3 is FIG.
FIG. 3 is an enlarged sectional view taken along line III-III of FIG.
【００２１】さて、図１を参照するに、ＹＡＧレーザー
加工ヘッド１の内部には、コリメートレンズおよび集光
レンズなどからなる集光用光学系（図示省略）が設けて
ある。この集光用光学系には、レーザー発振器（図示省
略）からのレーザー光が光ファイバー３により導かれて
いる。Referring to FIG. 1, a focusing optical system (not shown) including a collimating lens and a focusing lens is provided inside the YAG laser processing head 1. Laser light from a laser oscillator (not shown) is guided by the optical fiber 3 to the focusing optical system.
【００２２】前記集光レンズで集光されたレーザー光
は、下方（図１において）に収斂する円錐形のレーザー
加工用のノズル５のシールドガス噴射口７から噴射され
るシールドガスと共に被加工材Ｗの表面に集光させて溶
接加工が実施される。The laser light condensed by the condensing lens is converged downward (in FIG. 1) together with a shield gas injected from a shield gas injection port 7 of a conical laser processing nozzle 5 to be processed. The welding process is performed by condensing the light on the surface of W.
【００２３】前記レーザー加工ヘッド１の下方（図１、
図２において）の端部には、前記ノズル５を装着するた
めのノズル装着穴９が設けてあり、このノズル装着穴９
には、このノズル装着穴に直交する方向に複数のボール
プランジャー１１が螺合してある。なお、ボールプラン
ジャー１１のねじを回動させることによって、ボールプ
ランジャーの突出量を適宜に調節することができる。Below the laser processing head 1 (FIG. 1,
At the end of FIG. 2), a nozzle mounting hole 9 for mounting the nozzle 5 is provided.
Has a plurality of ball plungers 11 screwed in a direction perpendicular to the nozzle mounting holes. By rotating the screw of the ball plunger 11, the protrusion amount of the ball plunger can be adjusted appropriately.
【００２４】一方、ノズル５には前記ノズル装着穴９に
ノズル５を装着するためのノズル装着部１３が設けてあ
る。このノズル装着部１３には、前記ノズル装着穴９に
嵌合するストレート部が設けてあり、このストレート部
に前記ボールプランジャー１１のボール１５に係合可能
な環状のＶ字形断面を有する係合溝１７が設けてある。
なお、係合溝１７の断面形状はＶ字形の溝に限るもので
はなく円弧形または角形などの溝を用いることもでき
る。On the other hand, the nozzle 5 is provided with a nozzle mounting portion 13 for mounting the nozzle 5 in the nozzle mounting hole 9. The nozzle mounting portion 13 is provided with a straight portion that fits into the nozzle mounting hole 9. The straight portion has an annular V-shaped cross section engageable with the ball 15 of the ball plunger 11. A groove 17 is provided.
The cross-sectional shape of the engaging groove 17 is not limited to a V-shaped groove, and a circular or square groove may be used.
【００２５】図３によく表れている様に、前記円錐形の
ノズル５の下端部の近傍の外周には、長円形のフランジ
１９が設けてある。なお、フランジ１９は後述する係止
機能を有すれば、その形状は長円形に限定されるもので
はなく、長方形またはその他任意の形状でかまはない。As shown in FIG. 3, an oval flange 19 is provided on the outer periphery near the lower end of the conical nozzle 5. The shape of the flange 19 is not limited to an ellipse as long as it has a locking function described later, and may be a rectangle or any other shape.
【００２６】上記構成において、レーザー加工ヘッドに
ノズルを装着するときには、ノズルの装着部をレーザー
加工ヘッドのノズル装着穴に挿入して軽く押圧するだけ
で迅速かつ容易に装着することができる。また、レーザ
ー加工ヘッドからノズルを取り外す場合には、ノズルを
軸方向に軽く引張るだけで、迅速かつ容易にレーザー加
工ヘッドからノズルを取り外すことができる。In the above configuration, when the nozzle is mounted on the laser processing head, the nozzle can be mounted quickly and easily only by inserting the mounting portion of the nozzle into the nozzle mounting hole of the laser processing head and pressing lightly. When the nozzle is removed from the laser processing head, the nozzle can be quickly and easily removed from the laser processing head simply by pulling the nozzle lightly in the axial direction.
【００２７】図４〜図７は、金属板材からなる被加工材
Ｗのレーザー溶接に使用する数種類のレーザー加工用の
ノズルの実施の形態を示してある。4 to 7 show embodiments of several types of laser processing nozzles used for laser welding of a workpiece W made of a metal plate.
【００２８】図４に示したノズルは、前記金属板材を同
一平面において突合わせ溶接するときに使用するレーザ
ー加工用ノズルの第１の実施の形態であって、金属板材
からなる第１の被加工材Ｗ1 と第２の被加工材Ｗ2 との
溶接端面を突合わせたとき、前記第１の被加工材Ｗ1 と
第２の被加工材Ｗ2 との両方の表面に当接する被加工材
当接部２１をノズル先端に設けると共に、被加工材の溶
接加工部にシールドガスを供給するシールドガス供給穴
２３を設けてある。The nozzle shown in FIG. 4 is a first embodiment of a laser processing nozzle used when butt-welding the metal plate material on the same plane, and comprises a first work piece made of a metal plate material. when abutted welding end faces of the wood W 1 and second workpiece W 2, abutting the workpiece to the first both surfaces of the workpiece W 1 and the second workpiece W 2 A material contact portion 21 is provided at the tip of the nozzle, and a shield gas supply hole 23 for supplying a shield gas to a welded portion of the workpiece is provided.
【００２９】したがって、突合わせ溶接加工部は、シー
ルドガス供給穴２３から供給される窒素、またはアルゴ
ンなどの不活性ガスからなるシールドガスにより、大気
から完全にシールドされるので、欠陥のない突合わせ溶
接を確実に実施することができる。Therefore, the butt-welded portion is completely shielded from the atmosphere by the shield gas made of an inert gas such as nitrogen or argon supplied from the shield gas supply hole 23, so that the butt-free portion has no defect. Welding can be performed reliably.
【００３０】図５に示したノズルは、金属板材からなる
第１の被加工材Ｗ1 と第２の被加工材Ｗ2 とが直交して
当接するコーナー部の突合わせ溶接をするときに使用す
るレーザー加工用ノズルの第２の実施の形態であって、
レーザー光軸に直交する第１の被加工材当接部２５と、
該第１の被加工材当接部２５に直交する第２の被加工材
当接部２７とをノズル先端に設けてある。The nozzle shown in Figure 5, used to butt weld the first workpiece W 1 and the second workpiece W 2 and perpendicular abuts against a corner portion made of a metal plate A second embodiment of the laser processing nozzle to
A first workpiece contact portion 25 orthogonal to the laser optical axis;
A second workpiece contact part 27 orthogonal to the first workpiece contact part 25 is provided at the tip of the nozzle.
【００３１】前記第２の被加工材当接部２７は、前記第
１の被加工材当接部２５より下方に延伸して設けると共
に、前記レーザー光軸から被加工材の板厚相当分だけ離
隔して設けてある。また、前記第１の被加工材当接部２
５と第２の被加工材当接部２７の交点部分にはシールド
ガス供給穴２３が設けてある。The second workpiece contact portion 27 extends downward from the first workpiece contact portion 25 and is provided from the laser optical axis by an amount corresponding to the thickness of the workpiece. It is provided separately. Further, the first workpiece contact portion 2
A shield gas supply hole 23 is provided at the intersection of the fifth and second workpiece contact portions 27.
【００３２】したがって、突合わせ溶接加工部に対し
て、集光されたレーザー光が正確に照射さされると共
に、シールドガス供給穴２３から窒素またはアルゴンな
どの不活性ガスからなる前記シールドガスが突合わせ溶
接加工部に供給され、この突合わせ溶接加工部は、シー
ルドガスにより大気から完全にシールドされるので、欠
陥のない突合わせ溶接を確実に実施することができる。Therefore, the focused laser beam is accurately irradiated to the butt welded portion, and the shield gas made of an inert gas such as nitrogen or argon is butt-connected from the shield gas supply hole 23. The butt-welded portion is supplied to the welded portion, and the butt-welded portion is completely shielded from the atmosphere by the shielding gas, so that the defect-free butt-welding can be reliably performed.
【００３３】図６および図７に示したノズルは、第１の
被加工材Ｗ1 と第２の被加工材Ｗ2とが角度をもって当
接する２つの被加工材の内角側の当接部を溶接するとき
に使用するレーザー加工用ノズルの第３の実施の形態で
あって、角度をもって当接する２つの被加工材の内角側
の両面に当接するＶ形被加工材当接部２９がノズル先端
に設けてある。The nozzle shown in FIGS. 6 and 7 has a contact portion on the inner corner side between two workpieces at which the first workpiece W 1 and the second workpiece W 2 abut at an angle. In a third embodiment of a laser processing nozzle used for welding, a V-shaped workpiece contact portion 29 abutting on both inner-angle sides of two workpieces abutting at an angle is provided at the nozzle tip. It is provided in.
【００３４】図７によく表されている様に、前記Ｖ形被
加工材当接部２９の両側には、溶接加工部にシールドガ
スを供給するシールドガス供給穴３１が設けてある。な
お、図７は図６の側面図を示した図である。As shown in FIG. 7, shield gas supply holes 31 for supplying a shield gas to the welded portion are provided on both sides of the V-shaped workpiece contact portion 29. FIG. 7 is a side view of FIG.
【００３５】したがって、２つの被加工材が角度をもっ
て当接する内角側からの溶接も、溶接部分がシールドガ
スにより大気から完全にシールドされるので、欠陥のな
い溶接を行うことが可能である。Therefore, welding from the inside corner where the two workpieces abut at an angle can be performed without defects because the welding portion is completely shielded from the atmosphere by the shielding gas.
【００３６】図８は本発明に係るＹＡＧレーザー加工ヘ
ッド１に使用するレーザー加工用の前記ノズル５をセッ
トしておくためのノズルマガジンの一つの実施の形態を
示したものである。ノズルマガジン５１は板材で構成し
た中空の箱体５３から成り、箱体５３の上面には前記ノ
ズル５を支持するノズル支持部５３が設けてある。この
ノズル支持部５３には、前記ノズル５の長円形のフラン
ジ１９が通過可能に嵌合する長円形の嵌合穴５５が複数
設けてある。なお、このノズル支持部５３の板厚は前記
ノズル５のフランジ１９の厚さｔより若干薄くしてある
と共に、前記嵌合穴５５には前記ノズル５の円錐と同一
角度のテーパーを設けてある。FIG. 8 shows an embodiment of a nozzle magazine for setting the nozzles 5 for laser processing used in the YAG laser processing head 1 according to the present invention. The nozzle magazine 51 is composed of a hollow box 53 made of a plate material, and a nozzle supporting portion 53 for supporting the nozzle 5 is provided on an upper surface of the box 53. The nozzle support portion 53 is provided with a plurality of oblong fitting holes 55 into which the oblong flanges 19 of the nozzle 5 fit so as to pass therethrough. The thickness of the nozzle support portion 53 is slightly smaller than the thickness t of the flange 19 of the nozzle 5, and the fitting hole 55 is provided with a taper having the same angle as the cone of the nozzle 5. .
【００３７】上記構成のノズルマガジン５１の複数の嵌
合穴５５に、種類の異なるノズル５（Ａ〜Ｅ）を挿入
し、挿入したノズルを若干（約３０度〜４５度）回転さ
せることにより、ノズルは長円形のフランジ１９により
ノズル支持部５３に係止固定された状態となり、またノ
ズルの円錐部分と嵌合穴５５のテーパー面が係合して安
定した状態で嵌合穴５５にセットされることになる。同
様にセットされたノズルを若干（約３０度〜４５度）逆
回転させることによりリセット状態にすることができ
る。By inserting different types of nozzles 5 (A to E) into the plurality of fitting holes 55 of the nozzle magazine 51 having the above-described configuration, and slightly rotating (about 30 to 45 degrees) the inserted nozzles, The nozzle is locked and fixed to the nozzle support portion 53 by the oblong flange 19, and is set in the fitting hole 55 in a stable state with the conical portion of the nozzle engaged with the tapered surface of the fitting hole 55. Will be. Similarly, by resetting the set nozzle slightly (about 30 degrees to 45 degrees), the reset state can be achieved.
【００３８】上記ノズルマガジン５１を利用して、前記
レーザー加工ヘッド１に装着されたノズル５Ａを、ノズ
ルマガジン５１にセットされた別のノズル５Ｂと交換す
る場合には、レーザー加工ヘッド１のノズル部分をノズ
ルマガジン５１の空の嵌合穴に挿入し、ノズル５を若干
（約３０度〜４５度）回転させて引き抜けば、ノズルの
フランジ１９がノズル支持部５３に係合した状態となり
ノズル５Ａがノズル支持部５３にセットされる。When replacing the nozzle 5A mounted on the laser processing head 1 with another nozzle 5B set on the nozzle magazine 51 by using the nozzle magazine 51, the nozzle portion of the laser processing head 1 is required. Is inserted into an empty fitting hole of the nozzle magazine 51, and the nozzle 5 is slightly rotated (about 30 to 45 degrees) and pulled out, so that the nozzle flange 19 is engaged with the nozzle support 53 and the nozzle 5A Is set on the nozzle support 53.
【００３９】次に、レーザー加工ヘッド１のノズル装着
穴９をノズル５Ｂの装着部１３の上に位置させて、レー
ザー加工ヘッド１のノズル装着穴９を、ノズル５Ｂの装
着部１３に押圧挿入させれば、ノズル５Ｂがレーザー加
工ヘッド１のノズル装着穴９に装着されるので、ノズル
５Ｂのフランジ１９とノズル支持部５３との係合状態が
無くなる位置（リセット状態の位置）まで適宜レーザー
加工ヘッド１を逆回転させて引き抜くことで、ノズル５
Ａとノズル５Ｂとの交換が完了する。Next, the nozzle mounting hole 9 of the laser processing head 1 is positioned above the mounting portion 13 of the nozzle 5B, and the nozzle mounting hole 9 of the laser processing head 1 is pressed and inserted into the mounting portion 13 of the nozzle 5B. Then, since the nozzle 5B is mounted in the nozzle mounting hole 9 of the laser processing head 1, the laser processing head is appropriately adjusted to a position where the engagement between the flange 19 of the nozzle 5B and the nozzle support portion 53 is lost (a position in the reset state). 1 is rotated in the reverse direction and pulled out, so that the nozzle 5
Exchange of A with the nozzle 5B is completed.
【００４０】したがって、ノズルの交換を非常に迅速に
行うことが可能となる。上記ノズルの交換は、手動での
例を説明したが、例えばレーザー加工ヘッドを関節ロボ
ットなどに装着した場合における自動工具交換方式にも
利用することができる。Therefore, the nozzle can be replaced very quickly. Although the above-described nozzle replacement has been described as a manual example, the nozzle replacement can also be used for an automatic tool replacement method when, for example, a laser processing head is mounted on an articulated robot or the like.
【００４１】[0041]
【発明の効果】請求項１または請求項２に記載の発明に
よれば、ノズルを軸方向に軽く引張るだけで、迅速かつ
容易にレーザー加工ヘッドからノズルを取り外すことが
でき、ノズルを装着する場合には、ノズルの装着部をレ
ーザー加工ヘッドのノズル装着穴に挿入して軽く押圧す
るだけで迅速かつ容易に装着することができるので、作
業能率が向上する。According to the first or second aspect of the present invention, the nozzle can be quickly and easily removed from the laser processing head simply by pulling the nozzle lightly in the axial direction. Therefore, the work efficiency can be improved because the nozzle mounting portion can be quickly and easily mounted simply by inserting the nozzle mounting portion into the nozzle mounting hole of the laser processing head and pressing lightly.
【００４２】請求項３または請求項４に記載の発明によ
れば、レーザー加工ヘッドのノズル装着穴に容易にかつ
迅速にノズルを着脱することができる。また、円錐形ノ
ズルの先端近傍の細径部の外周に設けたフランジをノズ
ルマガジンに装着するときの係止部として利用すること
が可能である。According to the third or fourth aspect of the present invention, the nozzle can be easily and quickly attached to and detached from the nozzle mounting hole of the laser processing head. Further, it is possible to use a flange provided on the outer periphery of the small-diameter portion near the tip of the conical nozzle as a locking portion when mounting the nozzle magazine.
【００４３】請求項５または請求項６に記載の発明によ
れば、溶接加工部はシールドガス供給穴から供給される
シールドガスにより大気から完全にシールドされるの
で、欠陥のない突合わせ溶接を確実に実施することが可
能である。According to the fifth or sixth aspect of the present invention, since the welded portion is completely shielded from the atmosphere by the shield gas supplied from the shield gas supply hole, butt welding without defects can be ensured. It is possible to carry out.
【００４４】請求項７に記載の発明によれば、２つの被
加工材が角度をもって当接する溶接部分がシールドガス
により大気から完全にシールドされるので、内角側から
の突合わせ溶接も欠陥を生じさせることなく実施するこ
とが可能である。According to the seventh aspect of the present invention, since the welding portion where the two workpieces abut at an angle is completely shielded from the atmosphere by the shielding gas, the butt welding from the inner corner side also causes a defect. It is possible to implement without making it.
【００４５】請求項８または請求項９に記載の発明によ
れば、ノズルマガジンのノズル支持部の複数の嵌合穴に
ノズルを挿入して、ノズルを若干（約３０度〜４５度）
回転させるだけで迅速にノズル支持部にセットすること
ができる。また、同様にセットされたノズルを若干（約
３０度〜４５度）逆回転させることによりリセット状態
にすることができるので、ノズルの交換を非常に迅速に
行うことが可能となる。また、レーザー加工ヘッドを関
節ロボットなどに装着した場合における自動工具交換方
式にも利用することができる。According to the eighth or ninth aspect of the present invention, the nozzle is slightly inserted (about 30 to 45 degrees) by inserting the nozzle into the plurality of fitting holes of the nozzle support of the nozzle magazine.
It can be quickly set on the nozzle support simply by rotating it. In addition, since the reset state can be achieved by slightly rotating the similarly set nozzle (about 30 to 45 degrees) in the reverse direction, the nozzle can be replaced very quickly. Further, the present invention can also be used for an automatic tool change system when a laser processing head is mounted on a joint robot or the like.
【図１】本発明に係わるＹＡＧレーザー加工ヘッドの一
実施の形態例を示す外観図。FIG. 1 is an external view showing one embodiment of a YAG laser processing head according to the present invention.
【図２】図１のノズル部分の一部を破断して示した図。FIG. 2 is a partially cutaway view of the nozzle portion of FIG. 1;
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った拡大断面図で
ある。FIG. 3 is an enlarged sectional view taken along line III-III of FIG. 2;
【図４】本発明に係わるＹＡＧレーザー加工ヘッドに使
用する突合わせ溶接用ノズルの第１の実施の形態を示し
た図。FIG. 4 is a view showing a first embodiment of a butt welding nozzle used in a YAG laser processing head according to the present invention.
【図５】本発明に係わるＹＡＧレーザー加工ヘッドに使
用する突合わせ溶接用ノズルの第２の実施の形態を示し
た図。FIG. 5 is a view showing a second embodiment of a butt welding nozzle used in a YAG laser processing head according to the present invention.
【図６】本発明に係わるＹＡＧレーザー加工ヘッドに使
用する突合わせ溶接用ノズルの第３の実施の形態を示し
た図。FIG. 6 is a diagram showing a third embodiment of a butt welding nozzle used in a YAG laser processing head according to the present invention.
【図７】第３の実施の形態を示しす図６の側面図。FIG. 7 is a side view of FIG. 6 showing a third embodiment.
【図８】本発明に係るＹＡＧレーザー加工ヘッドに使用
するノズルをセットしておくためのノズルマガジンの一
実施の形態を示す図。FIG. 8 is a diagram showing an embodiment of a nozzle magazine for setting nozzles used in a YAG laser processing head according to the present invention.
１ ＹＡＧレーザー加工ヘッド ３ 光ファイバー ５（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ） ノズル ７ シールドガス噴射口 ９ ノズル装着穴 １１ ボールプランジャー １３ ノズル装着部 １５ ボール １７ 係合溝 １９ フランジ ２１ 被加工材当接部 ２３ シールドガス供給穴 ２５ 第１の被加工材当接部 ２７ 第２の被加工材当接部 ２９ Ｖ形被加工材当接部 ３１ シールドガス供給穴 ５１ ノズルマガジン ５３ 箱体 ５５ 嵌合穴 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 YAG laser processing head 3 Optical fiber 5 (A, B, C, D, E) Nozzle 7 Shield gas injection port 9 Nozzle mounting hole 11 Ball plunger 13 Nozzle mounting part 15 Ball 17 Engagement groove 19 Flange 21 Workpiece material Contact part 23 Shield gas supply hole 25 First workpiece contact part 27 Second workpiece contact part 29 V-shaped workpiece contact part 31 Shield gas supply hole 51 Nozzle magazine 53 Box 55 Fit hole
Claims (9)
レンズを備えたレーザー加工ヘッドの集光レンズの上方
位置に、レーザー発振器からのレーザー光を前記集光レ
ンズに導く光ファイバーの出射端を設けたレーザー加工
ヘッドにおいて、前記集光レンズの下方のレーザー加工
ヘッド端部にレーザー加工用ノズル装着穴を設け、該ノ
ズル装着穴に複数のボールプランジャーを設け、該ボー
ルプランジャーに係合可能な係合溝をノズル装着部に備
えた円錐形ノズルを前記ノズル装着穴に着脱自在に設け
ると共に、前記円錐形ノズルの先端近傍の外周にフラン
ジを設けたことを特徴とするＹＡＧレーザー加工ヘッ
ド。1. An optical fiber for guiding laser light from a laser oscillator to a converging lens at a position above a converging lens of a laser processing head having a converging lens capable of converging laser light on a workpiece. In a laser processing head having an end, a laser processing nozzle mounting hole is provided at an end of the laser processing head below the condensing lens, a plurality of ball plungers are provided in the nozzle mounting hole, and YAG laser processing characterized in that a conical nozzle provided with an engageable engagement groove in a nozzle mounting portion is detachably provided in the nozzle mounting hole, and a flange is provided on an outer periphery near a tip of the conical nozzle. head.
とする請求項１に記載のＹＡＧレーザー加工ヘッド。2. The YAG laser processing head according to claim 1, wherein said flange is formed in an oblong shape.
装着穴に着脱自在の円錐形のレーザー加工用ノズルにし
て、前記ノズル装着穴に嵌合するノズル装着部を設け、
該ノズル装着部に前記ノズル装着穴に設けたボールプラ
ンジャーに係合可能な係合溝を設けると共に、該ノズル
の先端近傍の細径部の外周にフランジを設けたことを特
徴とするレーザー加工用ノズル。3. A conical laser processing nozzle which is detachably provided in a nozzle mounting hole at the end of a YAG laser processing head, and a nozzle mounting portion which fits into the nozzle mounting hole is provided.
Laser processing wherein said nozzle mounting portion is provided with an engagement groove engageable with a ball plunger provided in said nozzle mounting hole, and a flange is provided on an outer periphery of a small diameter portion near a tip of said nozzle. Nozzle.
とする請求項３に記載のレーザー加工用ノズル。4. The laser processing nozzle according to claim 3, wherein the flange has an oval shape.
接に使用するレーザー加工用ノズルであり、レーザー光
軸に直交する被加工材当接部をノズル先端に設けると共
に、被加工材の溶接加工部にシールドガスを供給するシ
ールドガス供給穴を設けたことを特徴とする請求項３ま
たは請求項４に記載のレーザー加工用ノズル。5. A laser processing nozzle used for butt welding, wherein the laser processing nozzle is provided with a workpiece abutting portion orthogonal to a laser optical axis at a nozzle tip, and a welded portion of the workpiece is provided. The laser processing nozzle according to claim 3 or 4, wherein a shielding gas supply hole for supplying a shielding gas is provided in the nozzle.
接に使用するレーザー加工用ノズルであり、レーザー光
軸に直交する第１の被加工材当接部と、該第１の被加工
材当接部に直交する第２の被加工材当接部とをノズル先
端に設け、該第２の被加工材当接部を前記第１の被加工
材当接部より下方に延伸して設けると共に、前記レーザ
ー光軸から被加工材の板厚相当分離隔して設け、被加工
材の溶接加工部にシールドガスを供給するシールドガス
供給穴をノズル先端に設けたことを特徴とする請求項３
または請求項４に記載のレーザー加工用ノズル。6. A laser processing nozzle used for butt welding, wherein the laser processing nozzle is used for butt welding, and a first workpiece contact portion orthogonal to a laser optical axis and the first workpiece contact. A second workpiece contact portion orthogonal to the portion is provided at the tip of the nozzle, and the second workpiece contact portion extends downward from the first workpiece contact portion and provided. 4. The nozzle according to claim 3, wherein a shield gas supply hole for supplying a shield gas to a welded portion of the workpiece is provided at a tip end of the nozzle.
Or the laser processing nozzle according to claim 4.
接に使用するレーザー加工用ノズルであり、角度をもっ
て当接する２つの被加工材の内角側の両面に当接するＶ
形被加工材当接部をノズル先端に設けると共に、被加工
材の溶接加工部にシールドガスを供給するシールドガス
供給穴を設けたことを特徴とする請求項３または請求項
４に記載のレーザー加工用ノズル。7. A laser processing nozzle used for butt welding, wherein the laser processing nozzle is a nozzle for abutting on both inner-angle sides of two workpieces abutting at an angle.
The laser according to claim 3 or 4, wherein a shaped workpiece contact portion is provided at a tip end of the nozzle, and a shield gas supply hole for supplying a shield gas is provided at a welded portion of the workpiece. Processing nozzle.
装着穴に設けたボールプランジャーに係合可能な係合溝
を有する装着部と、該ノズルの先端近傍の細径部の外周
にフランジ部とを備え、前記レーザー加工ヘッドのノズ
ル装着穴に着脱自在の円錐形のレーザー加工用ノズルの
ノズルマガジンにして、前記ノズルのフランジ部が通過
可能な複数の嵌合穴をノズルマガジンのノズル支持部に
設けたことを特徴とするレーザー加工用ノズルのノズル
マガジン。8. A mounting portion having an engagement groove engageable with a ball plunger provided in a nozzle mounting hole at an end of a YAG laser processing head, and a flange portion on an outer periphery of a small diameter portion near a tip of the nozzle. The laser processing head is a nozzle magazine of a conical laser processing nozzle that is detachable from the nozzle mounting hole of the laser processing head, and a plurality of fitting holes through which the flange portion of the nozzle can pass are provided in the nozzle support portion of the nozzle magazine. A nozzle magazine for a laser processing nozzle, wherein the nozzle magazine is provided.
徴とする請求項８に記載の円錐形レーザー加工用ノズル
のノズルマガジン。9. The nozzle magazine for a conical laser processing nozzle according to claim 8, wherein the flange portion is formed into an oblong shape.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8163181A JPH106062A (en) | 1996-06-24 | 1996-06-24 | Yag laser beam machining head, laser beam machining nozzle used for the head, and nozzle magazine for the laser beam machining nozzle |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8163181A JPH106062A (en) | 1996-06-24 | 1996-06-24 | Yag laser beam machining head, laser beam machining nozzle used for the head, and nozzle magazine for the laser beam machining nozzle |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH106062A true JPH106062A (en) | 1998-01-13 |
Family
ID=15768795
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8163181A Pending JPH106062A (en) | 1996-06-24 | 1996-06-24 | Yag laser beam machining head, laser beam machining nozzle used for the head, and nozzle magazine for the laser beam machining nozzle |
Country Status (1)
| Country | Link |
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