JPS6233087A - レ−ザ加工装置 - Google Patents

レ−ザ加工装置

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Publication number
JPS6233087A
JPS6233087A JP60171392A JP17139285A JPS6233087A JP S6233087 A JPS6233087 A JP S6233087A JP 60171392 A JP60171392 A JP 60171392A JP 17139285 A JP17139285 A JP 17139285A JP S6233087 A JPS6233087 A JP S6233087A
Authority
JP
Japan
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nozzle
suction
laser beam
workpiece
product
Prior art date
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Pending
Application number
JP60171392A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazumasa Itoga
糸賀 一聖
Kazuhisa Sanbe
和久 三瓶
Munetani Takagi
高木 宗谷
Katsuhiko Ueda
勝彦 上田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP60171392A priority Critical patent/JPS6233087A/ja
Publication of JPS6233087A publication Critical patent/JPS6233087A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/14Working 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
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/14Working 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
    • B23K26/1462Nozzles; Features related to nozzles
    • B23K26/1464Supply to, or discharge from, nozzles of media, e.g. gas, powder, wire
    • B23K26/1476Features inside the nozzle for feeding the fluid stream through the nozzle

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、レーザ光を照射して被加工物を溶断するレー
ザ加工装置に関し、さらに詳しくは、表皮材、発泡材お
よび芯材等の積層体からなる被加工物のうち、表皮材の
みまたは表皮材および発泡材のみにレーザ光を照射して
溶断する際、被加工物の表面側に発生する生成物を除去
するに適したレーザ加工装置に係るものである。
〔従来の技術〕
従来、合成樹脂材料等の低融点材料からなる被加工物を
レーザ光を照射して溶断する際には、第2図の概略断面
図に示すようなレーザ加工装置50を利用して加工がな
されている。
すなわち、筒状のヘッド本体51の内側に固定された加
工レンズ52によってレーザ光53を集光し、これを被
加工物Wの表面に照射するとともに、ヘッド本体51の
側部に形成されている供給路54から供給されたアシス
トガス55をノズル56よりレーザ光53と同軸に噴出
させることによって、レーザ光53で加熱生成された樹
脂ガス、熔融物等の生成物を被加工物Wの裏面側に吹き
飛ばして、切断加工が行われている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、このようなレーザ加工装置においては、
被加工物Wが第3図に示すように、表皮材W a 、発
泡材wbおよび芯材Wcからなる積層体の場合において
、表皮材Waのみまたは表皮材Waおよび発泡材wbの
みにレーザ光53を照射して溶断する際は、溶断時のア
シストガス55とともに加熱生成されたガス、熔融物等
の生成物Mが被加工物Wの表面側に吹き返り、溶断加工
部周辺の表皮材Waの表面に付着して外観品質を著しく
低下させることはもとより、ノズル56から噴出された
アシストガス55によって臭気を伴った生成物Mが周囲
に散乱して環境を悪化させるという不具合がある。
従って、この発明は、上記の不具合をを解消するために
なされたもので、レンズマウントの先端にレーザ光の照
射ノズルを設け、その外周側に間隔を有して吸引ノズル
を設けることによって、溶断時に発生する生成物を吸引
し、外観品質の低下および環境の悪化を防止することに
ある〔問題点を解決するための手段〕 すなわち、この発明のレーザ加工装置においては、筒状
のヘッド本体に加工レンズが設けられた筒状のレンズマ
ウントを複数本の調整ネジで位置調整可能に設け、この
レンズマウントの加工レンズの周辺に冷却媒体の流通路
を形成するとともに、レンズマウントの先端にレーザ光
を被加工物に照射して溶断する照射ノズルを設け、この
照射ノズルの上方に被加工物の溶断時にアシストガスを
供給する供給口を形成し、さらに、前記照射ノズルの外
周側に間隔を有して吸引ノズルを設け、この吸引ノズル
に被加工物の溶断時に発生する生成物を吸引する吸引口
を形成したものである。
そして、吸引ノズルの長さは先端が照射ノズルの先端と
同一またはそれ以上に長くすることが望ましく、吸引ノ
ズルの先端が照射ノズルの先端よりも短い場合にはノズ
ル先端部から吸引口に向けての吸引流を容易に得ること
が困難となり、被加工物の溶断時に発生する生成物を良
好に吸引・除去することができなくなる。
〔作用〕
かかる、レーザ加工装置において、レーザ光を整形して
積層体からなる被加工物を溶断する際には、ヘッド本体
の所定位置にレーザ光を導入し、複数本の調整ネジによ
ってヘッド本体に対するレンズマウントの位置を調整し
てレーザ光の光軸中心に加工レンズの光軸中心とを合わ
せる。
これによって、加工レンズおよび照射ノズルの中心が同
軸に調整され、レーザ光が加工レンズを通過する際に集
光されるとともに、良好なエネルギ分布を有する整形さ
れたレーザ光となる。
そして、レーザ光の整形の後、照射ノズルの内部に供給
口からアシストガスを供給するとともに、積層体からな
る被加工物の所望とする深さに整形されたレーザ光の焦
点を結び照射する。その際、照射されたレーザ光の熱に
よって溶融されて発生した樹脂ガスやタール状の溶融物
等の生成物が上昇気流とともに被加工物の表面に吹き上
がってくる。
一方、被加工物へのレーザ光の照射と同時に、吸引ノズ
ルの吸引口から照射ノズルと吸引ノズルの間隙の空気が
吸引されており、両者の間隙が負圧状態となっている。
このため、吸引ノズル先端から吸引口に向けて吸引流が
形成され、被加工物の表面に吹き上がってきた生成物が
吸引され、吸引ノズルおよび照射ノズルの間隙を通過し
て吸引口から吸引手段に導かれて生成物の付着が皆無と
なる。
〔実施例〕
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。
第1図は本発明に係るレーザ加工装置の断面図を示すも
のである。
第1図において、1は筒状に形成され、下方の断面がコ
の字形々状に形成されているヘッド本体であって、この
ヘッド本体1の内側には筒状に形成されたレンズマウン
ト2がコの字断面に沿って移動自在に設けられており、
複数本の調整ネジ3によって位置調整が可能になってい
る。そして、このレンズマウント2の通路2aの下方に
は加工レンズ4が配設されており、0リング5とカラー
6および押えネジ7によってレンズマウント2の下方に
固定されている。
また、レンズマウント2には加工レンズ4の周辺に冷却
媒体である冷却水を通過させる流通路8が周設されてお
り、その一方には冷却水の供給源(図示せず)に通ずる
供給管9が接続され、他方には流通路8に供給された冷
却水を排出する排出管10が接続されている。そして、
冷却水を供給管9から流通路8に供給することによって
、加工レンズ4を間接的に冷却するようになっている。
また、レンズマウント2の先端には上端部とその下方に
間隔を有してフランジlla、llbが形成された照射
ノズル12がネジ締めとインロー構造によって、レンズ
マウント2と同心を保って固定されている。そして、こ
の照射ノズル12は下方のフランジllb部から照射口
12aに向かうに従って先細形状に形成されており、そ
の通路12bも外形々状と同様に先細形状に形成されて
いる。
また、照射ノズル12には両フランジlla。
11bの側壁に供給口13が形成されており、その供給
口13には空気、アルゴンガス等のアシストガスGの供
給源(図示せず)に通じているパイプ14が接続され、
照射ノズル12の内部にアシストガスGを供給するよう
になっている。
また、照射ノズル12の下方のフランジllbには上端
部にフランジ15が形成された吸引ノズル16がネジ締
めとインロー構造によって照射ノズル12の外周側に間
隔Aを有して固定されている。そして、この吸引ノズル
16は上方が円筒状に形成されており、下方に照射ノズ
ル12の外形々状と同様に先細形状に形成され、その先
端16aは照射ノズル12の照射口12aよりも長く突
出されている。
また、吸引ノズル16の側壁には吸引口17が形成され
ており、その吸引口17には図示を省略した吸引装置に
通ずるパイプ18が接続されている。
そして、ヘッド本体1に導入さたC02レーザ光Yは加
工レンズ4を通過する際に集光されるとともに、整形さ
れて照射ノズル12の照射口12aから照射される。一
方、パイプ14から照射ノズル12の内部に導入された
アシストガスGは照射ノズル12を通過して照射口12
aから噴出される。さらに、パイプ18からは吸引ノズ
ル16の間隔Aの空気Fが照射口12aから噴出された
アシストガスGとともに吸引されて負圧状態に維持され
、吸引ノズル16の先端の外側周辺から吸引口17に向
けて吸引流Faが発生されるようになっている。
上記のように構成されたレーザ加工装置において、表皮
材Wa、発泡材wbおよび芯材Weからなる積層体状の
被加工物Wのうち、芯材Wcを残して表皮材Waおよび
発泡材wbのみを溶断する際には、ヘッド本体1の所定
の位置にCO2レーザ光Yを導入し、複数本の調整ネジ
3の突出し量を変化させ、ヘッド本体1に対するレンズ
マウント2の位置を調整してCO2レーザ光Yの光軸中
心と加工レンズ4の光軸中心とを合わせる。
その際、レンズマウント2および照射ノズル16のそれ
ぞれの中心はネジ締めとインロー構造によって全て同軸
に保った状態で固定されているため、co、レーザ光Y
の光軸中心に対してレンズマウント2および照射ノズル
16の中心の全てが同軸となるように調整される。
また、レンズマウント2および筒状ノズル16のそれぞ
れの中心の全てが調整されることによって、導入された
CO□レーザ光Yは加工レンズ4を通過する際に集光さ
れるとともに、良好なエネルギ分布を有するように整形
されたCO,レーザ光Yaとなる。
そして、C02レーザ光Yの整形の後、パイプ14から
照射ノズル12の内部にアシストガスGを供給するとと
もに、パイプ18から吸引ノズル16と照射ノズル12
との間隔A内の空気Fを吸引して負圧状態に維持する。
それと同時に、整形されたCO2レーザ光Yaの焦点を
被加工物Wの発泡材wbと芯材Wcの境界部位に結び、
アシストガスGとともに照射口12aから照射する。
その際、照射されたCO□レーザ光Yaの熱によって、
表皮材Waおよび発泡材wbが熔融されて溶断されると
ともに、溶断の際に発生した樹脂ガスやタール状の溶融
物等の生成物Mが上昇気流とともに被加工物Wの表面に
吹き上がってくる。
一方、被加工物WへのCO2レーザ光の照射と同時に、
吸引口17から吸引ノズル16の内部の空気Fが吸引さ
れて負圧状態となっているため、吸引ノズル16の先端
16aの外側周辺から吸引口17に向けて吸引流Faが
形成され、被加工物Wの表面に吹き上がってきた生成物
Mが周辺の空気とともに吸引され、吸引ノズル16と照
射ノズル12とによって形成された間隔Aを通過して吸
引口17から吸引装置に導かれて表皮材Waの表面での
生成物Mの付着が防止される。
なお、この実施例においては、C02レーザ光Yの照射
による溶断で説明したが、本発明においては、CO2レ
ーザ光Yのみに限定されるものではなく、例えばYAG
 :ネオジウム3+レーザ光、ガラス:ネオジウム3+
レーザ光、ルビーレーザ光、ヘリウム−ネオンレーザ光
、クリプトンレーザ光、アルゴンレーザ光、H2レーザ
光、N2レーザ光であってもよい。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明に係るレーザ加工装置にお
いては、レンズマウントの先端にレーザ光の照射ノズル
を設け、その外周側に間隔を有して吸引ノズルを設けた
から、被加工物の溶断時に発生する生成物を吸引するこ
とができるので、生成物による外観品質の低下を防止す
ることができる効果がある。
また、本発明に係るレーザ加工装置においては、被加工
物の溶断時に発生する生成物を吸引ノズルで吸引・除去
することができることによって、生成物の周囲の飛散を
防ぐことができるので、環境の悪化を防止することがで
きる効果がある。
また、本発明に係るレーザ加工装置においては、レーザ
光の光軸と照射ノズルの軸とが一致しているため、溶断
方向による吸引特性に差がなく、三次元形状の被加工物
に対しても容易に適用することができる効果がある。
また、本発明に係るレーザ加工装置においては、照射ノ
ズルに供給されるアシストガスの流れによって、溶断時
に発生する生成物が加工レンズに付着するのを防止する
ことができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係るレーザ加工装置の断面図である。 第2図は従来のレーザ加工装置による溶断方法を説明す
る断面図である。 第3図は従来のレーザ加工による溶断方法を説明する断
面図である。 l・・・・・−ヘッド本体 2−−−−−−レンズマウント 3−・−調整ネジ 4・・−・−・加工レンズ 8−・−・流通路 9・−・−供給管 lO−・・・−排出管 12−・−照射ノズル 12 a −−−−−一照射口 13−−−−・−供給口 16−・−吸引ノズル 16a・・・−・先端 17−−−−−−吸引口 A −−−−−一間隔 出願人  トヨタ自動車株式会社 第2図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 筒状のヘッド本体に加工レンズが設けられた筒状のレン
    ズマウントを複数本の調整ネジで位置調整可能に設け、
    このレンズマウントの加工レンズの周辺に冷却媒体の流
    通路を形成するとともに、レンズマウントの先端にレー
    ザ光を被加工物に照射して溶断するノズルを設け、この
    照射ノズルの上方に被加工物の溶断時にアシストガスを
    供給する供給口を形成し、さらに、前記照射ノズルの外
    周側に間隔を有して吸引ノズルを設け、この吸引ノズル
    に被加工物の溶断時に発生する生成物を吸引する吸引口
    を形成したことを特徴とするレーザ加工装置。
JP60171392A 1985-08-02 1985-08-02 レ−ザ加工装置 Pending JPS6233087A (ja)

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JP60171392A JPS6233087A (ja) 1985-08-02 1985-08-02 レ−ザ加工装置

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JP60171392A JPS6233087A (ja) 1985-08-02 1985-08-02 レ−ザ加工装置

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JPS6233087A true JPS6233087A (ja) 1987-02-13

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JP60171392A Pending JPS6233087A (ja) 1985-08-02 1985-08-02 レ−ザ加工装置

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0381287U (ja) * 1989-12-08 1991-08-20
DE102009042199A1 (de) * 2009-09-18 2011-04-14 Anton Dr. Kasenbacher Laserstrahl-Ausrichteinheit und Laserbearbeitungsgerät zur Bearbeitung eines Materials
DE102009005194B4 (de) * 2009-01-20 2016-09-08 Anton Kasenbacher Laserbearbeitungsgerät zur Bearbeitung eines Materials

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JPS5022596B1 (ja) * 1969-02-25 1975-07-31
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