JPH11333584A - レーザ加工ヘッド - Google Patents
レーザ加工ヘッドInfo
- Publication number
- JPH11333584A JPH11333584A JP10143779A JP14377998A JPH11333584A JP H11333584 A JPH11333584 A JP H11333584A JP 10143779 A JP10143779 A JP 10143779A JP 14377998 A JP14377998 A JP 14377998A JP H11333584 A JPH11333584 A JP H11333584A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laser
- thermal spray
- spray powder
- processing head
- powder
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Laser Beam Processing (AREA)
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 三次元形状を造形できるレーザ加工ヘッドを
提供することを目的とする。 【解決手段】 レーザの出射口７を中心としてその周囲
に複数の溶射粉末送給口１６を配置すると共に該送給口
１６から前記出射口７を中心として均等な角度方向から
溶射粉末を溶射し、更に、前記送給口１６へ溶射粉末１
３を送給する送給経路は、溶射粉末の収束性を考慮し
て、ストレート８又はスパイラルとしたことを特徴とす
る。
提供することを目的とする。 【解決手段】 レーザの出射口７を中心としてその周囲
に複数の溶射粉末送給口１６を配置すると共に該送給口
１６から前記出射口７を中心として均等な角度方向から
溶射粉末を溶射し、更に、前記送給口１６へ溶射粉末１
３を送給する送給経路は、溶射粉末の収束性を考慮し
て、ストレート８又はスパイラルとしたことを特徴とす
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ加工ヘッド
に関する。例えば、鉄鋼製品表面の溶射に適用されるも
のである。
に関する。例えば、鉄鋼製品表面の溶射に適用されるも
のである。
【０００２】
【従来の技術】従来のレーザ加工ヘッドは、溶射粉末を
供給する際に、ある特定の方向（一方向）より、パイプ
形の溶射粉末送給管をレーザの焦点に向けて送給するも
の、或いは、レーザ出射口の周囲を円錐形として、テー
パ面全面よりレーザの焦点に送給するものがあった。
供給する際に、ある特定の方向（一方向）より、パイプ
形の溶射粉末送給管をレーザの焦点に向けて送給するも
の、或いは、レーザ出射口の周囲を円錐形として、テー
パ面全面よりレーザの焦点に送給するものがあった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
レーザ加工ヘッドよって三次元造形するには、溶着層
（クラッディング）の偏肉、不均一等によって困難であ
った。本発明は、上記従来技術に鑑みてなされたもので
あり、三次元形状を造形できるレーザ加工ヘッドを提供
することを目的とする。
レーザ加工ヘッドよって三次元造形するには、溶着層
（クラッディング）の偏肉、不均一等によって困難であ
った。本発明は、上記従来技術に鑑みてなされたもので
あり、三次元形状を造形できるレーザ加工ヘッドを提供
することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の請求項１に係るレーザ加工ヘッドは、レーザ光を出
射するレーザ出射口を中心としてその周囲に複数の溶射
粉末出射口を配置すると共に該溶射粉末出射口から前記
レーザ出射口を中心として均等な角度方向から溶射粉末
を溶射し、更に、前記溶射粉末出射口へ溶射粉末を送給
する送給経路は、ストレート又はスパイラルとしたこと
を特徴とする。上記目的を達成する本発明の請求項２に
係るレーザ加工ヘッドは、請求項１において、前記レー
ザ光の焦点位置を可変とするための焦点位置調整機構を
設けたことを特徴とする。
明の請求項１に係るレーザ加工ヘッドは、レーザ光を出
射するレーザ出射口を中心としてその周囲に複数の溶射
粉末出射口を配置すると共に該溶射粉末出射口から前記
レーザ出射口を中心として均等な角度方向から溶射粉末
を溶射し、更に、前記溶射粉末出射口へ溶射粉末を送給
する送給経路は、ストレート又はスパイラルとしたこと
を特徴とする。上記目的を達成する本発明の請求項２に
係るレーザ加工ヘッドは、請求項１において、前記レー
ザ光の焦点位置を可変とするための焦点位置調整機構を
設けたことを特徴とする。
【０００５】
【発明の実施の形態】本発明の一実施例に係るレーザ加
工ヘッドを図１〜図３に示す。図１は本実施例のレーザ
加工ヘッドの断面図、図２は本実施例の溶射粉末出射口
の配置図、図３は本実施例のレーザ加工ヘッドの実施の
形態を示す説明図である。図１に示すように、レーザ加
工ヘッド１の先端部には溶射先端ヘッド６が装着されて
いる。
工ヘッドを図１〜図３に示す。図１は本実施例のレーザ
加工ヘッドの断面図、図２は本実施例の溶射粉末出射口
の配置図、図３は本実施例のレーザ加工ヘッドの実施の
形態を示す説明図である。図１に示すように、レーザ加
工ヘッド１の先端部には溶射先端ヘッド６が装着されて
いる。
【０００６】レーザ加工ヘッド１には、その内側に７枚
の集光レンズよりなる光学系１２が配列されると共に、
図３に示すように光ファイバ１０を介してＹＡＧレーザ
装置９が接続されている。また、レーザ加工ヘッド１に
は、レンズホルダの外側から先端に複数の溶射粉末送給
管４が配置され、この溶射粉末送給管４の上端には、図
３に示すように溶射粉末１３を収納した溶射粉末供給装
置２が接続している。
の集光レンズよりなる光学系１２が配列されると共に、
図３に示すように光ファイバ１０を介してＹＡＧレーザ
装置９が接続されている。また、レーザ加工ヘッド１に
は、レンズホルダの外側から先端に複数の溶射粉末送給
管４が配置され、この溶射粉末送給管４の上端には、図
３に示すように溶射粉末１３を収納した溶射粉末供給装
置２が接続している。
【０００７】従って、複数の溶射粉末送給管４を溶射粉
末１３が下降してレーザ加工ヘッド１先端部から母材５
へ向けて送給されることになる。本実施例では、溶射粉
末供給管４と集光レンズ光学系１２が一体構造となって
いる。一方、溶射先端ヘッド６の内側には、レーザ１１
のレーザ出射口７を中心として、レーザ出射口７の周囲
に３個の溶射粉末出射口１６が設けられている。
末１３が下降してレーザ加工ヘッド１先端部から母材５
へ向けて送給されることになる。本実施例では、溶射粉
末供給管４と集光レンズ光学系１２が一体構造となって
いる。一方、溶射先端ヘッド６の内側には、レーザ１１
のレーザ出射口７を中心として、レーザ出射口７の周囲
に３個の溶射粉末出射口１６が設けられている。
【０００８】この溶射粉末出射口１６は、前記溶射粉末
送給管４に接続しており、図２に示すように、レーザ出
射口７を中心として１２０°間隔で等間隔で配置されて
いる。また、図２に示すように、レーザ出射口７を中心
にして、溶射粉末出射口１６との間には、スパイラル羽
根８又はストレート羽根（図示省略）が装着されてい
る。スパイラル羽根８又はストレート羽根は、レーザ出
射口７に対して３方向均等な角度方向より溶射粉末１３
を送給して、溶射粉末１３をレーザ出射口７へ効率良く
収束するものである。
送給管４に接続しており、図２に示すように、レーザ出
射口７を中心として１２０°間隔で等間隔で配置されて
いる。また、図２に示すように、レーザ出射口７を中心
にして、溶射粉末出射口１６との間には、スパイラル羽
根８又はストレート羽根（図示省略）が装着されてい
る。スパイラル羽根８又はストレート羽根は、レーザ出
射口７に対して３方向均等な角度方向より溶射粉末１３
を送給して、溶射粉末１３をレーザ出射口７へ効率良く
収束するものである。
【０００９】従って、図３に示すように、溶射粉末供給
装置２から溶射粉末送給管４を通じて溶射粉末供給ガス
３によって溶射粉末１３が溶射粉末出射口１６へ送給さ
れると、スパイラル羽根８又はストレート羽根により３
方向均等な角度方向より案内されて、レーザ出射口７へ
収束することになる。スパイラル羽根８又はストレート
羽根は、容易に形状を変更することができるように、着
脱可能な構造とした。スパイラル羽根８とするか、スト
レート羽根とするかは、溶射粉末１３の収束性を考慮し
て、決定すると良い。
装置２から溶射粉末送給管４を通じて溶射粉末供給ガス
３によって溶射粉末１３が溶射粉末出射口１６へ送給さ
れると、スパイラル羽根８又はストレート羽根により３
方向均等な角度方向より案内されて、レーザ出射口７へ
収束することになる。スパイラル羽根８又はストレート
羽根は、容易に形状を変更することができるように、着
脱可能な構造とした。スパイラル羽根８とするか、スト
レート羽根とするかは、溶射粉末１３の収束性を考慮し
て、決定すると良い。
【００１０】また、スパイラル羽根８の表面には、溶射
粉末１３の流れを円滑にし、溶射粉末１３と羽根表面の
摩耗を考慮して、硬質のＣrメッキが施されている。更
に、溶射先端ヘッド６の周囲は溶射時の輻射熱及びレー
ザ光１１の反射光等からレーザ出射口７を保護するた
め、ヘッド冷却水１９で冷却されている。
粉末１３の流れを円滑にし、溶射粉末１３と羽根表面の
摩耗を考慮して、硬質のＣrメッキが施されている。更
に、溶射先端ヘッド６の周囲は溶射時の輻射熱及びレー
ザ光１１の反射光等からレーザ出射口７を保護するた
め、ヘッド冷却水１９で冷却されている。
【００１１】上記構成を有する本実施例のレーザ加工ヘ
ッドは、以下のような作用・効果を奏する。即ち、ＹＡ
Ｇレーザ装置９で発生したレーザ光１１は、光ファイバ
１０によりレーザ加工ヘッド１に導かれた後、集光レン
ズ光学系１２へ案内される。入射してきたレーザ光１１
は、母材５上の溶射粉末１３に集光して、溶射粉末１３
を溶融させ、母材５の表面部分にレーザ溶射する。
ッドは、以下のような作用・効果を奏する。即ち、ＹＡ
Ｇレーザ装置９で発生したレーザ光１１は、光ファイバ
１０によりレーザ加工ヘッド１に導かれた後、集光レン
ズ光学系１２へ案内される。入射してきたレーザ光１１
は、母材５上の溶射粉末１３に集光して、溶射粉末１３
を溶融させ、母材５の表面部分にレーザ溶射する。
【００１２】このレーザ加工ヘッド１では、スパイラル
羽根８又はストレート羽根の内周を通じて金属粉末１３
が溶射粉末供給ガス３によって送給され、シールドされ
ることによって母材５へのレーザ溶射が可能となる。し
かも、レーザ加工ヘッド１の外周面レーザ焦点と金属粉
末収束焦点距離が可変である焦点調整機構１４を設ける
ことにより、レーザ光１１の集光点に対して正確に溶射
粉末１３が送給されることにより、溶射粉末１３が確実
に溶融して対称な溶融池１５を形成し、精度の高いレー
ザ溶射が可能となる。
羽根８又はストレート羽根の内周を通じて金属粉末１３
が溶射粉末供給ガス３によって送給され、シールドされ
ることによって母材５へのレーザ溶射が可能となる。し
かも、レーザ加工ヘッド１の外周面レーザ焦点と金属粉
末収束焦点距離が可変である焦点調整機構１４を設ける
ことにより、レーザ光１１の集光点に対して正確に溶射
粉末１３が送給されることにより、溶射粉末１３が確実
に溶融して対称な溶融池１５を形成し、精度の高いレー
ザ溶射が可能となる。
【００１３】更に、図２に示すように、レーザ加工ヘッ
ド１をＮＣマニピュレータ１７に装着し、制御盤１８で
制御し、レーザ光１１を同一箇所に複数回パスさせるこ
とにより、溶射ビードによって表面を盛り上げることに
より三次元的形状を造形する場合にも、同様な効果を奏
し、溶射粉末１３の取り回しが極めて容易である。本実
施例では、ＹＡＧレーザ装置９を採用したが、他のタイ
プのレーザ装置を用いてもよい。この場合には、光ファ
イバ１０の代わりに反射鏡等を用いてレーザ光１１をガ
イドするように構成する。
ド１をＮＣマニピュレータ１７に装着し、制御盤１８で
制御し、レーザ光１１を同一箇所に複数回パスさせるこ
とにより、溶射ビードによって表面を盛り上げることに
より三次元的形状を造形する場合にも、同様な効果を奏
し、溶射粉末１３の取り回しが極めて容易である。本実
施例では、ＹＡＧレーザ装置９を採用したが、他のタイ
プのレーザ装置を用いてもよい。この場合には、光ファ
イバ１０の代わりに反射鏡等を用いてレーザ光１１をガ
イドするように構成する。
【００１４】
【発明の効果】以上、実施例に基づいて具体的に説明し
たように、本発明の請求項１に係るレーザ加工ヘッド
は、レーザ光を出射するレーザ出射口を中心としてその
周囲に複数の溶射粉末出射口を配置すると共に該溶射粉
末出射口から前記レーザ出射口を中心として均等な角度
方向から溶射粉末を溶射し、更に、前記溶射粉末出射口
へ溶射粉末を送給する送給経路は、ストレート又はスパ
イラルとしたので、溶射粉末がレーザ出射口へ効率的に
収束性し、精度及び品質が向上する。そのため、三次元
形状が容易に造形でき、更に、適用範囲が拡大する。
たように、本発明の請求項１に係るレーザ加工ヘッド
は、レーザ光を出射するレーザ出射口を中心としてその
周囲に複数の溶射粉末出射口を配置すると共に該溶射粉
末出射口から前記レーザ出射口を中心として均等な角度
方向から溶射粉末を溶射し、更に、前記溶射粉末出射口
へ溶射粉末を送給する送給経路は、ストレート又はスパ
イラルとしたので、溶射粉末がレーザ出射口へ効率的に
収束性し、精度及び品質が向上する。そのため、三次元
形状が容易に造形でき、更に、適用範囲が拡大する。
【００１５】また、本発明の請求項２に係るレーザ加工
ヘッドは、請求項１において、前記レーザ光の焦点位置
を可変とするための焦点位置調整機構を設けたので、溶
射粉末にレーザ光を確実に集光して精度の高いレーザ溶
射が可能となる。
ヘッドは、請求項１において、前記レーザ光の焦点位置
を可変とするための焦点位置調整機構を設けたので、溶
射粉末にレーザ光を確実に集光して精度の高いレーザ溶
射が可能となる。
【図１】本発明の一実施例に係るレーザ加工ヘッドの断
面図である。
面図である。
【図２】本発明の一実施例に係る溶射粉末出射口の配置
を示す図１中のII−II線断面図である。
を示す図１中のII−II線断面図である。
【図３】本発明の一実施例に係るレーザ加工ヘッドの実
施の形態を示す概要図である。
施の形態を示す概要図である。
１ レーザ加工ヘッド ２ 溶射粉末供給装置 ３ 溶射粉末供給ガス ４ 溶射粉末送給管 ５ 母材 ６ 溶射先端ヘッド ７ レーザ出射口 ８ スパイラル羽根 ９ ＹＡＧレーザ １０ 光ファイバ １１ レーザ光 １２ 集光レンズ光学系 １３ 溶射粉末 １４ 焦点調整機構 １５ 溶融池 １６ 溶射粉末出射口 １７ ＮＣマニプレータ １８ 制御盤 １９ ヘッド冷却水
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小岩 正己 兵庫県高砂市荒井町新浜二丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂研究所内 (72)発明者 辻 正 兵庫県高砂市荒井町新浜二丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂製作所内
Claims (2)
- 【請求項１】 レーザ光を出射するレーザ出射口を中心
としてその周囲に複数の溶射粉末出射口を配置すると共
に該溶射粉末出射口から前記レーザ出射口を中心として
均等な角度方向から溶射粉末を溶射し、更に、前記溶射
粉末出射口へ溶射粉末を送給する送給経路は、ストレー
ト又はスパイラルとしたことを特徴とするレーザ加工ヘ
ッド。 - 【請求項２】 前記レーザ光の焦点位置を可変とするた
めの焦点位置調整機構を設けたことを特徴とする請求項
１記載のレーザ加工ヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10143779A JPH11333584A (ja) | 1998-05-26 | 1998-05-26 | レーザ加工ヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10143779A JPH11333584A (ja) | 1998-05-26 | 1998-05-26 | レーザ加工ヘッド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11333584A true JPH11333584A (ja) | 1999-12-07 |
Family
ID=15346824
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10143779A Pending JPH11333584A (ja) | 1998-05-26 | 1998-05-26 | レーザ加工ヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11333584A (ja) |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1998
- 1998-05-26 JP JP10143779A patent/JPH11333584A/ja active Pending
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