JPS6130295A - レ−ザ集光装置 - Google Patents
レ−ザ集光装置Info
- Publication number
- JPS6130295A JPS6130295A JP15254384A JP15254384A JPS6130295A JP S6130295 A JPS6130295 A JP S6130295A JP 15254384 A JP15254384 A JP 15254384A JP 15254384 A JP15254384 A JP 15254384A JP S6130295 A JPS6130295 A JP S6130295A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- nozzle
- tip
- top end
- lens
- exchange
- 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
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- 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
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- 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
- B23K26/1462—Nozzles; Features related to nozzles
- B23K26/1482—Detachable nozzles, e.g. exchangeable or provided with breakaway lines
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
この発明は、レーザ集光装置に関するものである。
従来例の構成とその問題点
レーザ集光装置は、レーザ発振装置より出力されたビー
ムをレンズを用いて集束するものであり、これにより得
られる高密度エネルギを補助ガスとともに被加工物に照
射して切断、穴あけ、／８接。
ムをレンズを用いて集束するものであり、これにより得
られる高密度エネルギを補助ガスとともに被加工物に照
射して切断、穴あけ、／８接。
スクライビング等の加工を行なうレーザ加工装置に適用
される。
される。
レーザ加工は、前記したようにレーザビームの有するエ
ネルギをレンズ、ミラー等によって小さなスポットに集
中させて高密度とし、照射される被加工物の温度を局部
的に高めることにより、各種加工を達成するものであり
、一種の熱加工である。一般には、ビーム通過によるレ
ンズの温度上昇防止、被加工物からのスパッタ付着等に
よるレンズ面の汚染防止、加工能率の向上環を目的とし
て、加工時には補助ガスが用いられる。
ネルギをレンズ、ミラー等によって小さなスポットに集
中させて高密度とし、照射される被加工物の温度を局部
的に高めることにより、各種加工を達成するものであり
、一種の熱加工である。一般には、ビーム通過によるレ
ンズの温度上昇防止、被加工物からのスパッタ付着等に
よるレンズ面の汚染防止、加工能率の向上環を目的とし
て、加工時には補助ガスが用いられる。
第３図に従来のレーザ集光装置を示す。すなわちレーザ
発振装置より出力されたビーム１は、ホルダ２に固定さ
れたレンズ３によってマイクロスポット４に絞られ、被
加工物５に照射される。ホルダ２は補助ガス６のチャン
バーとしてのハウジング７に固定されるが、同じくハウ
ジング７に組付りられるノズル８との相対的な位置関係
を調整するため、調整ねじ９によりノズルチップ１０を
位置調整し、ノズル８の中心軸とビーム１の光軸とを合
致させている。０リング１１は補助ガス６の気密性を保
持するために用いられる。
発振装置より出力されたビーム１は、ホルダ２に固定さ
れたレンズ３によってマイクロスポット４に絞られ、被
加工物５に照射される。ホルダ２は補助ガス６のチャン
バーとしてのハウジング７に固定されるが、同じくハウ
ジング７に組付りられるノズル８との相対的な位置関係
を調整するため、調整ねじ９によりノズルチップ１０を
位置調整し、ノズル８の中心軸とビーム１の光軸とを合
致させている。０リング１１は補助ガス６の気密性を保
持するために用いられる。
しかしながら、レーザ集光装置は、使用するレンズ３の
焦点距離がばらついている場合、レンズ３とノズル８と
の取付間隔（軸方向距離）を各レンズに合わせて調整す
る必要がある。一般には焦点距離の誤差範囲は焦点距離
の±２〜３％であるが、レンズ形状、レンズ厚さ等の違
いにより生ずる誤差も加味されるため、実際にはより大
きな範囲での調整が必要となり、ホルダ２のハウジング
７に対する取付位置調整、もしくはノズル８のノズルチ
ップ１０に対する取付位置調整が必要になる。
焦点距離がばらついている場合、レンズ３とノズル８と
の取付間隔（軸方向距離）を各レンズに合わせて調整す
る必要がある。一般には焦点距離の誤差範囲は焦点距離
の±２〜３％であるが、レンズ形状、レンズ厚さ等の違
いにより生ずる誤差も加味されるため、実際にはより大
きな範囲での調整が必要となり、ホルダ２のハウジング
７に対する取付位置調整、もしくはノズル８のノズルチ
ップ１０に対する取付位置調整が必要になる。
ここでホルダ２を調整する方式は、あらゆるレンズに対
し広い適応性を有するが、ハウシング全体を取りはずし
て調整しなければならないという作業上の難点がある。
し広い適応性を有するが、ハウシング全体を取りはずし
て調整しなければならないという作業上の難点がある。
一方ノズル８を調整する方式は作業が簡便である反面、
ノズル８全体の保持安定性という点より、加工品質の低
下につながる要因を含んでいる。また、構造上ノズル８
自体の上下（軸方向）調整量は、士数鶴しかとれないの
が実情である。最も簡単かつ確実な手段としては、寸法
の異なるノズルを用いるようにすることであるが、これ
も各ノズルにおける穴精度の均一化。
ノズル８全体の保持安定性という点より、加工品質の低
下につながる要因を含んでいる。また、構造上ノズル８
自体の上下（軸方向）調整量は、士数鶴しかとれないの
が実情である。最も簡単かつ確実な手段としては、寸法
の異なるノズルを用いるようにすることであるが、これ
も各ノズルにおける穴精度の均一化。
コスト等の点より、現実的とはいえない。
またレンズ３自体のばらつきの他に加工目的に応じ、ノ
ズル８を交換したり、前述のように位置調整するケース
は非常に多い。交換のケースとしては、溶接用および切
断用ノズルの形状の基本的な違いや板厚・材質に応じた
ノズル径の違いなどがあげられ、位置調整のケースとし
ては金属切断等において適正加工面を得るためノズル８
と被加工物５との間隔は変えず、板厚に応し焦点位置の
み変更する場合などがあげられる。
ズル８を交換したり、前述のように位置調整するケース
は非常に多い。交換のケースとしては、溶接用および切
断用ノズルの形状の基本的な違いや板厚・材質に応じた
ノズル径の違いなどがあげられ、位置調整のケースとし
ては金属切断等において適正加工面を得るためノズル８
と被加工物５との間隔は変えず、板厚に応し焦点位置の
み変更する場合などがあげられる。
さらにこれら寸法的な問題に加え、ノズル８の先端部に
おいては加工時の被加工物５からの溶融物のはね返りや
特に厚板切断加工の開始点におけるピアシングの際に受
けるビーム１の反射光等により損傷を受けることが多く
、ノズル８の交換を余儀なくされる。しかし、ノズル８
は第３図に示すようにビーム１に対し耐光性の高い材料
、例えば銅などで製作されねばならず、かつ加工品質安
定化のために先端部の穴特にストレート部長さなど加工
精度が厳しく要求されるため、必然的にコストの高いも
のとなる。
おいては加工時の被加工物５からの溶融物のはね返りや
特に厚板切断加工の開始点におけるピアシングの際に受
けるビーム１の反射光等により損傷を受けることが多く
、ノズル８の交換を余儀なくされる。しかし、ノズル８
は第３図に示すようにビーム１に対し耐光性の高い材料
、例えば銅などで製作されねばならず、かつ加工品質安
定化のために先端部の穴特にストレート部長さなど加工
精度が厳しく要求されるため、必然的にコストの高いも
のとなる。
以上述べたように、現在のレーザ集光装置におけるノズ
ル部の問題点は次のようにまとめられる。
ル部の問題点は次のようにまとめられる。
すなわち、
（１） ノズルとレーザビーム焦点位置との相対的（
軸方向）位置調整が困難である。
軸方向）位置調整が困難である。
（２） ノズル先端部のわずかな損傷においても、ノ
ズル全体の交換が必要であり、コスト高になる。
ズル全体の交換が必要であり、コスト高になる。
（３） ノズル穴部の加工形状誤差にもとづくレーザ
加工品質のばらつきを生じやすい。
加工品質のばらつきを生じやすい。
発明の目的
この発明は、前記従来の欠点を改善するためになされた
もので、ノズル部におけるビーム焦点位置の設定の容易
化、ノズル製作に伴うコストの低減、およびノズル穴形
状精度の向上による加工品質の安定化を目的としている
。
もので、ノズル部におけるビーム焦点位置の設定の容易
化、ノズル製作に伴うコストの低減、およびノズル穴形
状精度の向上による加工品質の安定化を目的としている
。
発明の構成
この発明は、ノズル本体とそのノズル穴を構成するノズ
ルチップとを有し、ノズル本体の中心軸を調整機構によ
りレンズにより集束されるビームの光軸と合致させ、ノ
ズルチップをノズル本体に着脱自在に取付けることを特
徴としている。ノズルチップはノズル穴を構成するため
のものであるため小さい形状のものであり、従来に比し
て製作コストを低減でき、また穴形状の精度が向上しや
すい。
ルチップとを有し、ノズル本体の中心軸を調整機構によ
りレンズにより集束されるビームの光軸と合致させ、ノ
ズルチップをノズル本体に着脱自在に取付けることを特
徴としている。ノズルチップはノズル穴を構成するため
のものであるため小さい形状のものであり、従来に比し
て製作コストを低減でき、また穴形状の精度が向上しや
すい。
実施例の説明
この発明の一実施例を第１図および第２図に基づいて説
明する。すなわち、ハウジング７に設けられた調整のね
じ９により、集束されたビーム１の光軸と合致するよう
にノズル本体１２の位置決めが行われる。ここでノズル
本体１２は、ビーム１および被加工物５からの熔融物の
はね返り等の直接的影響を受けない範囲で、ノズル穴を
除くノズルの大部分を構成している。ノズル本体１２の
先端部には耐光性の高い銅などを素材としたノズルチッ
プ１３が袋ナツト１４により固定される。このノズルチ
ップ１３はほとんどノズル穴１３ａのみを形成している
。
明する。すなわち、ハウジング７に設けられた調整のね
じ９により、集束されたビーム１の光軸と合致するよう
にノズル本体１２の位置決めが行われる。ここでノズル
本体１２は、ビーム１および被加工物５からの熔融物の
はね返り等の直接的影響を受けない範囲で、ノズル穴を
除くノズルの大部分を構成している。ノズル本体１２の
先端部には耐光性の高い銅などを素材としたノズルチッ
プ１３が袋ナツト１４により固定される。このノズルチ
ップ１３はほとんどノズル穴１３ａのみを形成している
。
このように、ノズル先端部のみ第１図に示すように交換
可能なチップ構造とすることにより、レンズ変更に伴う
焦点位置移動や加工目的に応じた最適焦点位置の差異等
の問題は、チップ１３の長さ変更により容易に対処可能
となる。同様に、切断用ノズルと溶接用ノズル等にみら
れるノズル形状の相違や加工条件の最適化のためのノズ
ル先端部における穴径、ストレート部長さ等のわずかな
変更や損傷時における交換等に対しても、チップのみの
交換により迅速な対応が可能となる。
可能なチップ構造とすることにより、レンズ変更に伴う
焦点位置移動や加工目的に応じた最適焦点位置の差異等
の問題は、チップ１３の長さ変更により容易に対処可能
となる。同様に、切断用ノズルと溶接用ノズル等にみら
れるノズル形状の相違や加工条件の最適化のためのノズ
ル先端部における穴径、ストレート部長さ等のわずかな
変更や損傷時における交換等に対しても、チップのみの
交換により迅速な対応が可能となる。
第２図は、各種チップ１３の実施例を示したもので、（
ａｌは切断用、ｔｉｌ＋は溶接用、（Ｃ）は焦点位置の
最適化を目的に長さを変更したものである。外周のテー
パ部１５はノズルセンタ穴の安定保持を目的として設け
られている。
ａｌは切断用、ｔｉｌ＋は溶接用、（Ｃ）は焦点位置の
最適化を目的に長さを変更したものである。外周のテー
パ部１５はノズルセンタ穴の安定保持を目的として設け
られている。
なお、第１図においてはチップ１３は袋ナツト１４によ
る固定方式となっているが、その化ノズル本体１２への
ねじ込み構造なども考えられる。
る固定方式となっているが、その化ノズル本体１２への
ねじ込み構造なども考えられる。
ただし、チップ１３の製作コストは、実施例の方が安く
なる。
なる。
発明の効果
以上のように、この発明のレーザ集光装置によれば、ノ
ズル先端部のみ高価な銅を用いたチップ構造とすること
により、レンズ変更、加工条件の変化等に伴う最適焦点
位置の変動に対し容易に対応でき、ノズル交換に伴うコ
ストの大幅低減、ノズル先端部すなわちノズルチップの
みの加工となるため穴加工精度が向上し、レーザ加工性
能の安定が向上するといった効果がある。
ズル先端部のみ高価な銅を用いたチップ構造とすること
により、レンズ変更、加工条件の変化等に伴う最適焦点
位置の変動に対し容易に対応でき、ノズル交換に伴うコ
ストの大幅低減、ノズル先端部すなわちノズルチップの
みの加工となるため穴加工精度が向上し、レーザ加工性
能の安定が向上するといった効果がある。
第１図はこの発明の一実施例の部分断面図、第２図はノ
ズル先端の各種チップを示す断面図、第３図は従来例の
断面図である。
ズル先端の各種チップを示す断面図、第３図は従来例の
断面図である。
Claims (1)
- レンズを収納するハウジングと、このハウジングの前記
レンズの集光側に配設された補助ガス用ノズル本体と、
このノズル本体の中心軸を前記レンズにより集束される
ビームの光軸に一致させる調整機構と、前記ノズル本体
の先端に着脱自在に取付けられてノズル穴を構成するノ
ズルチップとを備えたレーザ集光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15254384A JPS6130295A (ja) | 1984-07-23 | 1984-07-23 | レ−ザ集光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15254384A JPS6130295A (ja) | 1984-07-23 | 1984-07-23 | レ−ザ集光装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6130295A true JPS6130295A (ja) | 1986-02-12 |
Family
ID=15542752
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15254384A Pending JPS6130295A (ja) | 1984-07-23 | 1984-07-23 | レ−ザ集光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6130295A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0474557A1 (fr) * | 1990-09-07 | 1992-03-11 | Commissariat A L'energie Atomique | Laser utilisé pour des usinages de pièces mécaniques |
| JPH0686878U (ja) * | 1993-06-04 | 1994-12-20 | 住友重機械工業株式会社 | レーザ加工機用ハイトセンサ |
| JP2015229195A (ja) * | 2014-06-06 | 2015-12-21 | トルンプフ レーザー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングＴＲＵＭＰＦ Ｌａｓｅｒ ＧｍｂＨ | 入射光学装置、レーザ溶接ヘッド、真空チャンバを備えたレーザ溶接装置 |
-
1984
- 1984-07-23 JP JP15254384A patent/JPS6130295A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0474557A1 (fr) * | 1990-09-07 | 1992-03-11 | Commissariat A L'energie Atomique | Laser utilisé pour des usinages de pièces mécaniques |
| FR2666530A1 (fr) * | 1990-09-07 | 1992-03-13 | Commissariat Energie Atomique | Laser utilise pour des usinages de pieces mecaniques. |
| JPH0686878U (ja) * | 1993-06-04 | 1994-12-20 | 住友重機械工業株式会社 | レーザ加工機用ハイトセンサ |
| JP2015229195A (ja) * | 2014-06-06 | 2015-12-21 | トルンプフ レーザー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングＴＲＵＭＰＦ Ｌａｓｅｒ ＧｍｂＨ | 入射光学装置、レーザ溶接ヘッド、真空チャンバを備えたレーザ溶接装置 |
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