JPH11314189A - Laser beam machining method and its machining head - Google Patents
Laser beam machining method and its machining headInfo
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- JPH11314189A JPH11314189A JP10119289A JP11928998A JPH11314189A JP H11314189 A JPH11314189 A JP H11314189A JP 10119289 A JP10119289 A JP 10119289A JP 11928998 A JP11928998 A JP 11928998A JP H11314189 A JPH11314189 A JP H11314189A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、ワークに切断あ
るいは溶接などのレーザ加工を行うレーザ加工方法およ
びその方法に用いるレーザ加工ヘッドに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser processing method for performing laser processing such as cutting or welding on a work, and a laser processing head used for the method.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、図３に示されているように、ワー
クＷにレーザ加工ヘッド１０１のレーザ加工ヘッド本体
１０３内に備えた集光レンズ１０５で連続（ＣＷ）レー
ザビームＬＢを集光せしめた後、レーザ加工ヘッド本体
１０３の先端に備えたノズル１０７からワークＷへ向け
てレーザビームＬＢを照射せしめると共にアシストガス
ＡＧを噴射せしめることにより、ワークＷにピアス加工
が行われる。2. Description of the Related Art Conventionally, as shown in FIG. 3, a continuous (CW) laser beam LB is focused on a work W by a condenser lens 105 provided in a laser processing head body 103 of a laser processing head 101. After that, the work W is pierced by irradiating the work W with the laser beam LB from the nozzle 107 provided at the tip of the laser processing head body 103 and injecting the assist gas AG.
【０００３】また、図４に示されているように、図３に
示したレーザ加工ヘッド１０１を用いて、ワークＷA と
ワークＷB との突合せ面に溶接加工が行われる。[0003] Also, as shown in FIG. 4, using a laser processing head 101 shown in FIG. 3, welding the abutting surfaces of the workpiece W A and the work W B is performed.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ところで、図３および
図４に示したようにワークＷ，ＷA ，ＷB にレーザ加工
ヘッド１０１を用いてピアス加工、溶接加工を行うと、
ピアス加工、溶接加工時に瞬間的に大量の溶融金属であ
るスパッタＳが飛散するので、ワークＷ，ＷA ，ＷB の
表面にスパッタＳが付着したり、あるいはノズル１０７
やレンズ、機械にダメージを与える恐れがある。しかも
火災の心配もあり、さらにピアス加工後の切断の開始時
に不良が発生しやすくなるという問題がある。[SUMMARY OF THE INVENTION Incidentally, the workpiece W as shown in FIGS. 3 and 4, W A, piercing with a laser machining head 101 to W B, when performing welding,
Piercing, because sputter S is scattered is instantaneous large amount of molten metal during welding, the workpiece W, W A, or sputtering S is attached to the surface of W B or nozzles 107,
Damage to the lens, lens and machine. In addition, there is a fear that a fire may occur, and there is a problem that a defect is likely to occur at the start of cutting after piercing.
【０００５】この発明の目的は、ワークにレーザ加工を
行った際に、ワークの表面にスパッタが付着するのを防
止すると共に、ノズル、レンズ、加工機へのダメージを
回避し、またレーザ加工開始時の加工状態を安定化させ
るようにしたレーザ加工方法およびその方法に用いるレ
ーザ加工ヘッドを提供することにある。An object of the present invention is to prevent spatter from adhering to the surface of a work when performing laser processing on the work, avoid damage to a nozzle, a lens, and a processing machine, and start laser processing. It is an object of the present invention to provide a laser processing method for stabilizing a processing state at the time and a laser processing head used for the method.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１によるこの発明のレーザ加工方法は、加工す
べきワークにレーザ加工を行う際に、上下方向へ貫通し
た貫通穴を有したマスクを前記ワークの加工位置に載置
せしめ、レーザ加工ヘッドからのレーザビームを前記マ
スクの貫通穴を通してワークに照射せしめてレーザ加工
を行うことを特徴とするものである。In order to achieve the above object, a laser processing method according to the present invention according to claim 1 has a through hole vertically penetrated when performing laser processing on a work to be processed. The laser processing is performed by placing a mask at a processing position of the work and irradiating a laser beam from a laser processing head to the work through a through hole of the mask.
【０００７】したがって、ワークにピアス加工や溶接加
工などのレーザ加工を行う際には、ワークの加工位置上
にマスクを載置せしめて、レーザ加工ヘッドからのレー
ザビームをマスクの貫通穴を通してワークに照射せしめ
てレーザ加工が行われる。Therefore, when performing laser processing such as piercing or welding on a work, a mask is placed on the processing position of the work, and a laser beam from the laser processing head is applied to the work through a through hole of the mask. Laser processing is performed after irradiation.
【０００８】その結果、レーザ加工時に発生したスパッ
タはワーク上に載置されたマスク上に飛散するがワーク
まで飛散しないから、スパッタがワークの表面に付着さ
れるのが防止される。また、スパッタは遠くまで飛散し
ないから、ノズル、レンズ、加工機へのダメージが回避
されると共に火災の心配も解消される。さらに、レーザ
ビームはマスクの貫通穴を通ってワークに照射されるの
で、レーザ加工開始時の加工状態が安定化されてレーザ
加工が行われる。As a result, the spatter generated during laser processing scatters on the mask placed on the work but does not scatter to the work, so that the spatter is prevented from adhering to the surface of the work. Further, since the spatter does not scatter far, damage to the nozzle, lens, and processing machine is avoided, and the fear of fire is also eliminated. Further, since the laser beam is applied to the work through the through hole of the mask, the processing state at the start of the laser processing is stabilized, and the laser processing is performed.
【０００９】請求項２によるこの発明のレーザ加工ヘッ
ドは、ワークにレーザビームを照射せしめてワークにレ
ーザ加工を行うレーザ加工ヘッドであって、このレーザ
加工ヘッドを構成するレーザ加工ヘッド本体における外
周の一部に、回転可能かつ上下動可能なマスク用スプー
ンの後端部を設けると共に、マスク用スプーンの先端部
に上下方向へ貫通した貫通穴を有したマスクを設けてな
ることを特徴とするものである。According to a second aspect of the present invention, there is provided a laser processing head for irradiating a laser beam to a work by irradiating the work with a laser beam. A part provided with a rear end portion of a rotatable and vertically movable mask spoon, and a mask having a through hole vertically penetrated at the tip portion of the mask spoon. It is.
【００１０】したがって、ワークにレーザ加工を行う際
には、レーザ加工ヘッド本体における外周部の一部に設
けられたマスク用スプーンを退避位置から回転させると
共に下降させて、ワーク上の加工位置部分に載置せしめ
る。この状態でレーザ加工ヘッドからのレーザビームを
マスクの貫通穴を通してワークに照射せしめてレーザ加
工が行われる。Therefore, when performing laser processing on the work, the mask spoon provided at a part of the outer peripheral portion of the laser processing head body is rotated from the retracted position and lowered, so that it is moved to the processing position on the work. I will put it. In this state, the workpiece is irradiated with the laser beam from the laser processing head through the through hole of the mask to perform laser processing.
【００１１】その結果、レーザ加工時に発生したスパッ
タはワーク上に載置されたマスク上に飛散するがワーク
まで飛散しないから、スパッタがワークの表面に付着す
るのば防止される。また、スパッタは遠くまで飛散しな
いから、ノズル、レンズ、加工機へのダメージが回避さ
れると共に火災の心配も解消される。さらに、レーザビ
ームはマスクの貫通穴を通ってワークに照射されるの
で、レーザ加工開始時の加工状態が安定化されてレーザ
加工が行われる。As a result, the spatter generated during the laser processing scatters on the mask placed on the work but does not scatter to the work, so that it is possible to prevent the spatter from adhering to the surface of the work. Further, since the spatter does not scatter far, damage to the nozzle, lens, and processing machine is avoided, and the fear of fire is also eliminated. Further, since the laser beam is applied to the work through the through hole of the mask, the processing state at the start of the laser processing is stabilized, and the laser processing is performed.
【００１２】レーザ加工を行っていないときには、マス
ク用スプーンがワーク上から上昇すると共に回転されて
退避位置に戻されるので、マスクは邪魔にならない。When the laser processing is not performed, the mask does not become an obstacle because the mask spoon is raised from above the work and rotated to return to the retracted position.
【００１３】[0013]
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に基いて詳細に説明する。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
【００１４】図１を参照するに、加工すべきワークＷの
上方にはレーザ加工ヘッド１が設けられている。このレ
ーザ加工ヘッド１は中空形のレーザ加工ヘッド本体３を
備えており、このレーザ加工ヘッド３の中空部にはレー
ザビームＬＢを集光せしめる集光レンズ５が設けられて
いる。また、レーザ加工ヘッド本体３の先端部（下端
部）にはノズル７が着脱可能に設けられている。Referring to FIG. 1, a laser processing head 1 is provided above a work W to be processed. The laser processing head 1 includes a hollow laser processing head body 3, and a condensing lens 5 for condensing the laser beam LB is provided in a hollow portion of the laser processing head 3. Further, a nozzle 7 is detachably provided at the tip (lower end) of the laser processing head body 3.
【００１５】前記レーザ加工ヘッド本体３の外周部の一
部例えば図１において左側には回転装置としての例えば
ロータリーソレノイド９が設けられていると共にこのロ
ータリーソレノイド９の下部には上下動装置としての例
えば流体圧シリンダ１１が設けられている。この流体圧
シリンダ１１の下部には回転可能かつ上下動可能なマス
ク用スプーン１３の後端部が設けられていると共に、マ
スク用スプーン１３の先端にはマスク１５が一体化され
ている。このマスク１５には上下方向へ貫通した貫通穴
１７が形成されている。For example, a rotary solenoid 9 as a rotating device is provided on a part of the outer peripheral portion of the laser processing head body 3, for example, on the left side in FIG. 1, and a vertical moving device as a vertical moving device is provided below the rotary solenoid 9. A fluid pressure cylinder 11 is provided. A lower end of the fluid pressure cylinder 11 is provided with a rear end portion of a rotatable and vertically movable mask spoon 13, and a mask 15 is integrated with a front end of the mask spoon 13. The mask 15 has a through hole 17 penetrating vertically.
【００１６】上記構成により、ロータリーソレノイド
９、流体圧シリンダ１１を作動せしめることによって、
マスク用スプーン１３を下降せしめると共に回転せしめ
てマスク１５をワークＷ上に載置せしめる。すなわち、
マスク１５に形成された貫通穴１７をワークＷの加工位
置に位置決めせしめる。この結果、貫通穴１７がノズル
７のほぼ直下に位置決めされる。By operating the rotary solenoid 9 and the fluid pressure cylinder 11 with the above configuration,
The mask spoon 13 is lowered and rotated, and the mask 15 is placed on the work W. That is,
The through hole 17 formed in the mask 15 is positioned at a processing position of the work W. As a result, the through hole 17 is positioned almost directly below the nozzle 7.
【００１７】この状態においてレーザ加工ヘッド本体３
の中空部に設けられた集光レンズ５で集光されたレーザ
ビームＬＢがノズル７より下方へ向けて照射されると、
レーザビームＬＢはマスク１５に形成された貫通穴１７
を通ってワークＷに照射されてワークＷに連続ピアス加
工が行われる。In this state, the laser processing head body 3
When the laser beam LB condensed by the condensing lens 5 provided in the hollow portion is irradiated downward from the nozzle 7,
The laser beam LB is applied to a through hole 17 formed in the mask 15.
Then, the workpiece W is irradiated with the workpiece W to be continuously pierced.
【００１８】ピアス加工が終了されると、レーザ加工ヘ
ッド本体３がわずか上昇されてマスク１５がワークＷの
表面から離れる。次いで、ロータリーソレノイド９を作
動せしめてマスク用スプーン１３を回転させると共に流
体圧シリンダ１１を作動せしめてマスク用スプーン１３
を上昇せしめることにより、マスク１５がワークＷ上の
実線の位置から２点鎖線の位置へ退避されることにな
る。When the piercing is completed, the laser processing head body 3 is slightly raised, and the mask 15 is separated from the surface of the work W. Next, the rotary solenoid 9 is operated to rotate the mask spoon 13 and the fluid pressure cylinder 11 is operated to rotate the mask spoon 13.
Is raised, the mask 15 is retracted from the position of the solid line on the work W to the position of the two-dot chain line.
【００１９】その結果、レーザ加工時に発生したスパッ
タなどはワークＷ上に載置されたマスク１５上に飛散す
るが、マスク１５の外周のワークＷ上まで飛散しないか
ら、スパッタがワークＷの表面に付着するのを防止する
ことができる。また、スパッタは遠くまで飛散しないか
ら、ノズル、レンズ、加工機へのダメージを回避せしめ
ることができると共に、火災の心配を解消せしめること
ができる。As a result, spatters and the like generated during laser processing scatter on the mask 15 placed on the work W, but do not scatter on the work W on the outer periphery of the mask 15. Adhesion can be prevented. In addition, since the spatter does not scatter far, it is possible to avoid damage to the nozzle, lens, and processing machine, and to eliminate the fear of fire.
【００２０】さらに、レーザビームＬＢはマスク１５の
貫通穴１７を通ってワークＷに照射されるので、レーザ
加工開始時の加工状態が安定化されてレーザ加工を行う
ことができる。Further, since the laser beam LB is applied to the workpiece W through the through hole 17 of the mask 15, the processing state at the start of laser processing is stabilized, and laser processing can be performed.
【００２１】図２（Ａ），（Ｂ）には他の実施の形態が
示されている。図２（Ａ），（Ｂ）において、図１にお
ける部品と同じ部品には同一の符号を付し詳細な説明を
省略する。FIGS. 2A and 2B show another embodiment. 2A and 2B, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and a detailed description thereof will be omitted.
【００２２】図２（Ａ），（Ｂ）にはワークＷA とＷB
との突合せ面にノズル７から照射されたレーザビームＬ
Ｂによってレーザ溶接が行われる例が示されている。こ
のようにワークＷA とＷB との突合せ面にレーザ溶接を
行う場合にも、マスク１５をワークＷA ，ＷB 上に載置
せしめると共に、ノズル７の直下の加工位置に位置決め
ると、貫通穴１７はノズル７の直下に位置決めされるか
ら、切断加工と同様に、ノズル７から照射されたレーザ
ビームＬＢは、貫通穴１７を通ってワークＷとＷB との
突合せ面にレーザ溶接を容易に行うことができる。FIGS. 2A and 2B show workpieces W A and W B.
The laser beam L emitted from the nozzle 7 to the abutting surface
B shows an example in which laser welding is performed. Even when thus performing laser welding on the butt surface of the workpiece W A and W B, the mask 15 and the workpiece W A, with allowed to put on W B, decides the position to the processing position immediately below the nozzle 7, since the through hole 17 is positioned directly below the nozzle 7, as with cutting, laser beam LB emitted from the nozzle 7, a laser welding abutting faces of the workpiece W and W B through the through hole 17 It can be done easily.
【００２３】この場合にも、図１におけるレーザ切断と
同様にレーザ溶接時に発生したスパッタなどはマスク１
５上に飛散し、マスク１５の外周のワークＷA ，ＷB 上
まで飛散しないから、スパッタがワークＷA ，ＷB の表
面に付着するのを防止することができる。また、スパッ
タは遠くまで飛散しないから、ノズル、レンズ、加工機
へのダメージを回避せしめることができると共に、火災
の心配を解消せしめることができる。In this case as well, like the laser cutting in FIG.
5 and does not scatter on the works W A and W B on the outer periphery of the mask 15, so that spatter can be prevented from adhering to the surfaces of the works W A and W B. In addition, since the spatter does not scatter far, it is possible to avoid damage to the nozzle, lens, and processing machine, and to eliminate the fear of fire.
【００２４】さらに、レーザビームＬＢがマスク１５の
貫通穴１７を通ってワークＷに照射されるので、レーザ
溶接加工開始時の加工状態が安定化されてレーザ溶接加
工を行うことができる。Further, since the laser beam LB is applied to the work W through the through hole 17 of the mask 15, the processing state at the start of laser welding is stabilized, and laser welding can be performed.
【００２５】なお、この発明は、前述した発明の実施の
形態に限定されることなく、適宜な変更を行うことによ
り、その他の態様で実施し得るものである。The present invention is not limited to the above-described embodiment of the present invention, but can be embodied in other forms by making appropriate changes.
【００２６】[0026]
【発明の効果】以上のごとき発明の実施の形態より理解
されるように、請求項１の発明によれば、ワークにピア
ス加工や溶接加工などのレーザ加工を行う際には、ワー
クの加工位置上にマスクを載置せしめて、レーザ加工ヘ
ッドからのレーザビームをマスクの貫通穴を通してワー
クに照射せしめてレーザ加工を行うことができる。As will be understood from the above embodiments of the present invention, according to the first aspect of the present invention, when performing laser processing such as piercing or welding on a work, the processing position of the work is determined. Laser processing can be performed by placing a mask on the top and irradiating the work with a laser beam from a laser processing head through a through hole of the mask.
【００２７】その結果、レーザ加工時に発生したスパッ
タはワーク上に載置されたマスク上に飛散するがワーク
まで飛散しないから、スパッタがワークの表面に付着さ
れるのを防止することができる。また、スパッタは遠く
まで飛散しないから、ノズル、レンズ、加工機へのダメ
ージを回避せしめることができると共に火災の心配も解
消せしめることができる。さらに、レーザビームはマス
クの貫通穴を通ってワークに照射されるので、レーザ加
工開始時の加工状態が安定化してレーザ加工を行うこと
ができる。As a result, the spatter generated during the laser processing scatters on the mask mounted on the work but does not scatter to the work, so that it is possible to prevent the spatter from adhering to the surface of the work. In addition, since the spatter does not scatter far, it is possible to avoid damage to the nozzle, lens, and processing machine, and to eliminate the fear of fire. Further, since the laser beam is applied to the work through the through hole of the mask, the processing state at the start of the laser processing is stabilized, and the laser processing can be performed.
【００２８】請求項２の発明によれば、ワークにレーザ
加工を行う際には、レーザ加工ヘッド本体における外周
部の一部に設けられたマスク用スプーンを退避位置から
回転させると共に下降させて、ワーク上の加工位置部分
に載置せしめる。この状態でレーザ加工ヘッドからのレ
ーザビームをマスクの貫通穴を通してワークに照射せし
めてレーザ加工を行うことができる。According to the second aspect of the present invention, when performing laser processing on a workpiece, a mask spoon provided on a part of the outer peripheral portion of the laser processing head body is rotated from the retracted position and lowered, and Place on the processing position on the work. In this state, the workpiece can be irradiated with the laser beam from the laser processing head through the through hole of the mask to perform laser processing.
【００２９】その結果、レーザ加工時に発生したスパッ
タはワーク上に載置されたマスク上に飛散するがワーク
まで飛散しないから、スパッタがワークの表面に付着す
るのを防止することができる。また、スパッタは遠くま
で飛散しないから、ノズル、レンズ、加工機へのダメー
ジを回避せしめることができると共に火災の心配も解消
せしめることができる。さらに、レーザビームはマスク
の貫通穴を通ってワークに照射されるので、レーザ加工
開始時の加工状態を安定化してレーザ加工を行うことが
できる。As a result, the spatter generated during the laser processing scatters on the mask placed on the work but does not scatter to the work, so that it is possible to prevent the spatter from adhering to the surface of the work. In addition, since the spatter does not scatter far, it is possible to avoid damage to the nozzle, lens, and processing machine, and to eliminate the fear of fire. Further, since the laser beam is applied to the work through the through hole of the mask, the laser processing can be performed while stabilizing the processing state at the start of laser processing.
【００３０】レーザ加工を行っていないときには、マス
ク用スプーンがワーク上から上昇すると共に回転されて
退避位置に戻されるので、マスクは邪魔にならない。When laser processing is not being performed, the mask does not become an obstacle because the mask spoon is raised from above the work and rotated to return to the retracted position.
【図１】この発明のワークにレーザ切断加工を行うレー
ザ加工ヘッドの正面断面図である。FIG. 1 is a front sectional view of a laser processing head for performing a laser cutting process on a work of the present invention.
【図２】（Ａ）はこの発明のワークにレーザ溶接加工を
行うレーザ加工ヘッドの正面断面図、（Ｂ）は（Ａ）に
おいてマスクとノズル部分の平面図である。FIG. 2A is a front sectional view of a laser processing head for performing laser welding on a work of the present invention, and FIG. 2B is a plan view of a mask and a nozzle portion in FIG.
【図３】従来のレーザ加工ヘッドでワークにレーザ切断
加工を行う説明図である。FIG. 3 is an explanatory view showing how a conventional laser processing head performs laser cutting on a work.
【図４】従来のレーザ加工ヘッドでワークにレーザ溶接
加工を行う説明図である。FIG. 4 is an explanatory view of performing a laser welding process on a work by a conventional laser processing head.
１ レーザ加工ヘッド ３ レーザ加工ヘッド本体 ５ 集光レンズ ７ ノズル ９ ロータリーソレノイド（回転装置） １１ 流体圧シリンダ（上下動装置） １３ マスク用スプーン １５ マスク １７ 貫通穴 ＬＢ レーザビーム Ｗ，ＷA ，ＷB ワーク1 the laser processing head 3 laser machining head body 5 converging lens 7 nozzle 9 rotary solenoid (rotating device) 11 a fluid pressure cylinder (vertical movement device) for 13 mask spoon 15 mask 17 through hole LB laser beam W, W A, W B work
Claims (2)
に、上下方向へ貫通した貫通穴を有したマスクを前記ワ
ークの加工位置に載置せしめ、レーザ加工ヘッドからの
レーザビームを前記マスクの貫通穴を通してワークに照
射せしめてレーザ加工を行うことを特徴とするレーザ加
工方法。When performing laser processing on a work to be processed, a mask having a through hole penetrating vertically is placed at a processing position of the work, and a laser beam from a laser processing head is applied to the mask. A laser processing method comprising irradiating a workpiece through a through hole to perform laser processing.
ークにレーザ加工を行うレーザ加工ヘッドであって、こ
のレーザ加工ヘッドを構成するレーザ加工ヘッド本体に
おける外周の一部に、回転可能かつ上下動可能なマスク
用スプーンの後端部を設けると共に、マスク用スプーン
の先端部に上下方向へ貫通した貫通穴を有したマスクを
設けてなることを特徴とするレーザ加工ヘッド。2. A laser processing head for irradiating a laser beam onto a work by irradiating the work with a laser beam, wherein the laser processing head is rotatable and vertically movable on a part of an outer periphery of a laser processing head body constituting the laser processing head. A laser processing head comprising: a rear end portion of a mask spoon; and a mask having a through hole vertically penetrating the front end portion of the mask spoon.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10119289A JPH11314189A (en) | 1998-04-28 | 1998-04-28 | Laser beam machining method and its machining head |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10119289A JPH11314189A (en) | 1998-04-28 | 1998-04-28 | Laser beam machining method and its machining head |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11314189A true JPH11314189A (en) | 1999-11-16 |
Family
ID=14757728
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10119289A Pending JPH11314189A (en) | 1998-04-28 | 1998-04-28 | Laser beam machining method and its machining head |
Country Status (1)
| Country | Link |
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