JPH11239889A - レーザ加工装置のレーザ溶接ヘッド - Google Patents
レーザ加工装置のレーザ溶接ヘッドInfo
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- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/14—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor
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Abstract
ウインドの汚染を防止できるレーザ加工装置のレーザ溶
接ヘッドの提供。 【解決手段】 レーザ溶接ヘッド1に備えた集光レンズ
13の集光側にレーザビームLBとアシストガスが通過
可能なノズル25を設け、該ノズルを固定するノズルホ
ルダー21を前記レーザ溶接ヘッドから垂設し、前記ノ
ズルと集光レンズとの間のノズルホルダー内部空間に前
記レーザビームの光軸にほぼ垂直な平面を有し、被加工
材にW近づくほど内径が小さくなる複数のリング状の整
流板33を設け、該複数の整流板に沿って気体を噴出す
る気体噴射ノズル47を設け、該気体噴射ノズルから噴
射された気体を前記ノズルホルダー内部空間からノズル
ホルダー外部空間へ排出可能にしたことを特徴とするレ
ーザ加工装置のレーザ溶接ヘッド。
Description
ーザ溶接ヘッドに関する。
4−322893号がある。この文献に記載された技術
は、レーザ加工時に発生するスパッターによりレーザ加
工ヘッドの集光レンズが汚染することを防止する様にし
たレーザ加工装置のレーザ加工ヘッドに関するものであ
って、レーザ加工ヘッド内部にレーザビームの光軸方向
に沿って設けられ、該光軸に垂直な平面を有し、被加工
材に近づくほど内径が小さくなる複数のリング状遮蔽板
を有するレーザ加工装置のレーザ加工ヘッドが開示され
ている。
工ヘッドにおいては、レーザ加工中に発生するスパッタ
ーの集光レンズへの付着の防止作用の大部分は、レーザ
加工ヘッド内部に設けた複数のリング状遮蔽板によるも
のである。そのため、リング状遮蔽板の中心部を通過す
るスパッターを完全に遮断することは困難である。
て、レーザ加工ヘッド内部に供給する補助ガス(本願の
アシストガス相当)の噴射作用による防止作用もあるが
その効果はあまり大きくない。
成されたものであり、本発明の課題は、スパッターを完
全に遮断して集光レンズ保護ウインドの汚染を防止でき
るレーザ加工装置のレーザ溶接ヘッドを提供することで
ある。
として、請求項1に記載のレーザ加工装置のレーザ溶接
ヘッドは、レーザビームを集光して被加工材を加工する
レーザ加工装置のレーザ溶接ヘッドにおいて、該レーザ
溶接ヘッドに備えた集光レンズの集光側にレーザビーム
とアシストガスが通過可能なノズルを設け、該ノズルを
固定する複数のノズルホルダーを前記レーザ溶接ヘッド
から垂設し、該ノズルと前記集光レンズとの間のノズル
ホルダー内部空間に前記レーザビームの光軸にほぼ垂直
な平面を有し、前記被加工材に近づくほど内径が小さく
なる複数のリング状整流板を設け、該複数の整流板に沿
って気体を噴出する気体噴射ノズルを設け、該気体噴射
ノズルから噴射された気体を前記ノズルホルダー内部空
間からノズルホルダー外部空間へ排出可能にしたことを
要旨とするものである。
装置のレーザ溶接ヘッドによれば、気体噴射ノズルから
噴射した気体を整流板でレーザビームの光軸に垂直方向
に整流することができる。また、気体をノズルホルダー
内部空間からノズルホルダー外部空間へ排出可能にした
ので大流量の気体を噴出させることができる。その結果
ノズルホルダー内部空間に侵入したスパッターを、集光
レンズに到達する以前にノズルホルダー外部空間へ排出
することができる。
溶接ヘッドは、請求項1に記載のレーザ加工装置のレー
ザ溶接ヘッドにおいて、前記ノズルは集光したレーザビ
ームが通過するインナーノズルと前記アシストガスを噴
射するアウターノズルとで構成し、該アウターノズルを
インナーノズルより突出させて該アウターノズル内部に
アシストガス貯溜室を形成したことを要旨とするもので
ある。
溶接ヘッドは、請求項2に記載のレーザ加工装置のレー
ザ溶接ヘッドにおいて、前記ノズルホルダー内部にアシ
ストガス供給路を設けたことを要旨とするものである。
載のレーザ加工装置のレーザ溶接ヘッドによれば、請求
項1の作用効果に加えて、被加工材の加工部周囲をアシ
ストガスの雰囲気で確実に包囲することができるので良
好な溶接加工が可能となる。
によって説明する。図1は関節ロボット形レーザ加工装
置に本発明に係わるレーザ溶接ヘッド1を装着した図で
ある。図2は図1のII−II断面、図3は図2のII
I−III断面である。
ボットの本体部分は図示省略すると共にその説明を省略
する。
ド1は、関節ロボット(図示省略)のアーム3の先端部
のA軸およびB軸とに回動可能に軸支されている。前記
レーザ溶接ヘッド1には、レーザ溶接ヘッド本体5の一
側(図1において上側)にレーザ発振器(図示省略)か
らのレーザビームLBを導く光ファイバー7の出射端部
が接続してあり、このレーザ溶接ヘッド本体5の他側
(図1において下側)には、下端部に後述のノズル25
を備えたノズルホルダー部11が設けてある。
ダー部11の上部には集光レンズ13を内臓したレンズ
筒15が前記レーザ溶接ヘッド本体5に着脱可能に設け
てある。
高さ位置を調節するための内筒16が設けてある。そし
て、この内筒16の内径部には雌ねじが切ってあり、前
記集光レンズ13は、この雌ねじに螺合する2個のレン
ズリング17によって狭持する様にして内筒16に固定
してある。
リング19が着脱可能に装着してあり、このアダプター
リング19と集光レンズ13との間には集光レンズ13
を保護すると共に集光レンズ上部の空間への塵埃の侵入
を防ぐ保護ガラス23が設けてある。
おいて下側)には下方向に延伸した2本のノズルホルダ
ー21(a,b)が図示省略のボルトより取り付けてあ
る。なお、ノズルホルダー21の形状は外面および内面
が上方向に開いた円錐の錐面をなし、その水平断面は扇
形の中心部を除外した形状となっている。
部には、ノズル25が取り付けてある。このノズル25
は集光したレーザビームLBが通過するインナーノズル
27と前記アシストガスを噴射するアウターノズル29
との2重ノズルとして構成してあり、アウターノズル2
9をインナーノズル27より突出させてアウターノズル
内部にアシストガス貯溜室31が形成してある。
間のノズルホルダー部11の内部空間に前記レーザビー
ムLBの光軸にほぼ垂直な平面を有し、被加工材Wに近
づくほど内径が小さくなる4枚のリング状整流板33が
間隔をあけて設けてある。この整流板33は前記ノズル
ホルダー21(a,b)と、整流板固定部材35(a,
b)とで固定してある。
ウターノズル29との間には環状のアシストガス出口3
7が形成してあり、このアシストガス出口37に連通す
るアシストガス供給路39が前記ノズルホルダー21
(a,b)に設けてある。また、アシストガス供給路3
9は、さらに前記アダプターリング19と、レンズ筒1
5に設けた流路41(a,b)および流路43(a,
b)に連通しており、そして、この流路43(a,b)
には、図示省略のアシストガス(またはシールドガス)
源に管路45(a,b)を介して接続してある。
(またはシールドガス)を、流路43(a,b)および
流路41(a,b)を介してノズル25のアシストガス
出口37に供給することができる。
33に沿って空気を噴射する空気噴射ノズル47が、前
記整流板固定部材35aを挟んで設けてある。この空気
噴射ノズル47には、前記アダプターリング19と、レ
ンズ筒15に設けた流路49および流路51に連通して
おり、そして、この流路51には、図示省略の空圧源に
管路53を介して接続してある。
1、流路49を介して空気噴射ノズル47に供給するこ
とができる。なお、空気に代えて人間に無害の炭酸ガス
または窒素ガスなどを使用することも可能である。
の内筒16に装着された集光レンズ13を冷却するため
の冷却水が還流する環状の水路55が設けてある。この
水路55はレンズ筒15に設けた管路57に接続してあ
り、管路57は図示省略の冷却水供給源に接続してあ
る。
記空気噴射ノズル47から噴射された空気はリング状の
整流板33に沿って流れて、ノズルホルダー21(a,
b)と整流板33および整流板固定部材35bとで区画
され、かつ、ノズルホルダー内部空間から外部空間に連
通する窓59から外部に排出されることになる。
スは、アシストガス貯溜室から被加工材の加工部周囲の
比較的広い領域に噴射されるので、加工部をアシストガ
スの雰囲気で確実に包囲することができる。
発生したスパッターがノズル25の中心部を通過して集
光レンズの方向に放射状に飛散しても、周辺部のスパッ
ターはリング状の整流板33に遮断され、またリング状
の整流板33の中心をまっすぐ上方に飛散するスパッタ
ーは、ほぼ水平方向に流れる空気の流れに遮断され、ノ
ズルホルダー内部空間から外部空間に排出されることに
なる。
射ノズルから噴射した気体を整流板でレーザビームの光
軸に垂直方向に整流することができると同時に、気体を
ノズル内部空間からノズル外部空間へ噴出可能にしたの
で大流量の気体を噴出させてノズル内部空間に侵入した
スパッターを、集光レンズに到達する以前にノズル外部
空間へ完全に排出することができる。
ば、請求項1に記載の発明の効果に加えて、ノズル直下
の被加工材の加工部周囲をアシストガスの雰囲気で確実
に包囲することができるので良好なレーザ溶接加工が可
能となる。
ト形レーザ加工装置での使用例。
Claims (3)
- 【請求項1】 レーザビームを集光して被加工材を加工
するレーザ加工装置のレーザ溶接ヘッドにおいて、該レ
ーザ溶接ヘッドに備えた集光レンズの集光側にレーザビ
ームとアシストガスが通過可能なノズルを設け、該ノズ
ルを固定するノズルホルダーを前記レーザ溶接ヘッドか
ら垂設し、該ノズルと前記集光レンズとの間のノズルホ
ルダー内部空間に前記レーザビームの光軸にほぼ垂直な
平面を有し、前記被加工材に近づくほど内径が小さくな
る複数のリング状の整流板を設け、該複数の整流板に沿
って気体を噴出する気体噴射ノズルを設け、該気体噴射
ノズルから噴射された気体を前記ノズルホルダー内部空
間からノズルホルダー外部空間へ排出可能にしたことを
特徴とするレーザ加工装置のレーザ溶接ヘッド。 - 【請求項2】 前記ノズルは集光したレーザビームが通
過するインナーノズルと前記アシストガスを噴射するア
ウターノズルとで構成し、該アウターノズルをインナー
ノズルより突出させて該アウターノズル内部にアシスト
ガス貯溜室を形成したことを特徴とする請求項1に記載
のレーザ加工装置のレーザ溶接ヘッド。 - 【請求項3】 前記ノズルホルダー内部にアシストガス
供給路を設けたことを特徴とする請求項2に記載のレー
ザ加工装置のレーザ溶接ヘッド。
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JP04240998A JP3943226B2 (ja) | 1998-02-24 | 1998-02-24 | レーザ加工装置のレーザ溶接ヘッド |
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1459835A1 (de) * | 2003-03-15 | 2004-09-22 | Trumpf Werkzeugmaschinen GmbH + Co. KG | Laserbearbeitungskopf zum Laserschneiden und zum Laserschweissen und Laserbearbeitungsverfahren |
US7605345B2 (en) | 2002-03-14 | 2009-10-20 | Hitachi Zosen Corporation | Method and device for prevention of adhesion of dirt and contamination on optical parts in laser beam machine |
JP2019155412A (ja) * | 2018-03-12 | 2019-09-19 | 三菱重工工作機械株式会社 | レーザ加工装置 |
US10792768B2 (en) | 2018-02-16 | 2020-10-06 | Fanuc Corporation | Laser machining head with stain prevention for protection window |
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JPH09164495A (ja) * | 1995-12-18 | 1997-06-24 | Mitsubishi Electric Corp | レーザ加工ヘッド |
-
1998
- 1998-02-24 JP JP04240998A patent/JP3943226B2/ja not_active Expired - Fee Related
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