JPS626790A - レ−ザ加工ヘツド - Google Patents

レ−ザ加工ヘツド

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JPS626790A
JPS626790A JP60145262A JP14526285A JPS626790A JP S626790 A JPS626790 A JP S626790A JP 60145262 A JP60145262 A JP 60145262A JP 14526285 A JP14526285 A JP 14526285A JP S626790 A JPS626790 A JP S626790A
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JP
Japan
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processing
workpiece
laser
processing gas
nozzle
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JP60145262A
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English (en)
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Yoshihide Kanehara
好秀 金原
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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    • B23K26/123Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in a special atmosphere, e.g. in an enclosure in an atmosphere of particular gases
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    • 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

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〕 この発明は、レーザ加工機のレーザ加工へ・・lドの改
善に関するものである。
〔従来の技術〕
第5図は従来のレーぜ加工ヘッドの断面図である。図に
おりて、(1)は図示しないレーザ発振器によって発振
さねたレーザ光、(2)はこのレーザ光(1)を集光し
て被加工物(6)に照射する集光レンズ、(3)は酸累
および窒素などの加工ガス(5)導入部を有した加工へ
、フド本体、(4)は加工ガス(5)を噴射するノズル
であり、加工ヘッド本体(3)の先端部に固着されて−
る。(7)ハ集光レンズ(2)によって集光されたレー
ザ光(1ンの焦点位置、(8)げノズ/l/(4)先端
に設けられた加工ガス(5)の吹出口である。
次に動作について説明する。例えば鉄板などをレーザ切
断する場合5発振されたレーザ光(1)を集光レンズ(
2)にて集光して被加工物(6)の切断面に照射すると
同時に、加工ガス(5)をノズIv(4)の吹出口(8
)から被加工物(6)の切断部であるレーザ光(1)の
焦点位置(7)に噴射することKより切断が開始される
この時、レーザ光(1)の焦点位置(7)における被加
工物(6)の切断幅は0、l−Q、 3 [と非常に狭
く、これに対してノズA/(4)の加工ガス(5)吹出
口(8)の直径は通常、1〜3酎の範囲で設定されて^
るため、ノズル(4)から吹出した加工ガス(5)のほ
とんどは、被加工物(6)の切断部を通過することなく
周辺に拡散してしまう。この加工ガス(5)は、酸化反
応速度。
切断面の形状および溶融層の除去など、レーザ切断にお
ける切断特性を決定する重要な因子となるものである。
したがって、上述したような加工ガス(5)の拡散によ
る切断特性の低下を防ぐために。
加工ガス(5)の圧力を高くして供給して^るのが一般
的である。
〔発明が解決しようとする問題点〕
従来のレーザ加工ヘッドは以上のように晴収されている
ので、レーザ切断に要する加工ガス(5)の圧力を高く
しなければならず、これによって加工ガス(5)の消費
量が増大してリンニングコストの高騰を招くほか、加工
ガス(5)の圧力が高−と集光レンズ(2)が変形する
ためにレーザ光(1)の集光性能が低下し、切断能力が
下がることになる。また、ノズ/L’(4)の吹出口(
8)から噴射された加工ガス(5) tr。
周囲の大気と混合するために純度が下がシ、切断特性に
悪影響を及ぼすなどの問題点があった。
この発明セ上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、安価で、かつ、切断特性の向上が図れるレー
ザ加工ヘッドを得ることを目的としている。
〔問題点を解決するための手段〕
この第1の発明に係るレーザ加工ヘッドは、レーザ元金
被加工物の加工部に照射するとともに。
加工ガスをノズルから被加工物の加工部に噴射して加工
を行う際、上記加工ガスの拡散を防止する手段を設けた
鴨のである。
また、この第2の発明に係るレーザ加工ヘッドは、上記
第1の発明における手段が、イニシャルホール加工の時
のみ被加工物と離間して保持するように構成したもので
ある。
〔作 用〕
この第1の発明においてに、加工ガスの拡散を防止する
手段が、711+工時に被加工物の加工部にノズルから
噴射された加工ガスの拡散を防止するとともに、加工部
周辺の大気が加工ガスと混合するのを防ぐ。
また、この第2の発明においては、加工ガスの拡散を防
止する手段が1本加工に先立ってイニシャルホールの1
n工を行う時のみ、被加工物から離間して呆持され、イ
ニシャルホー〃の加工が終了して本加工に移行する時点
で、上記第1の発明と同様の作用をする。
〔発明の実施例〕
以下、この第1の発明の実施例を図につめて説明する。
41図におりて、第5図と同一符号は同一部分を示し説
明は省略する。(9)げノズA/(4)の外周面に摺動
自在に装着されたじゃ閉リング、 QOは一方が加工ヘ
ッド本体(3)に固着され他方がじゃ閉リング(9)端
部に固着されて、しゃ閉リング(9)の一端を被加工物
(6)と接触した状態に押圧呆持する板バネである。
次に動作につbて説明する。レーザ切断は、し−ザ光(
1)を集光レンズ(2)にて集光して被加工物(6)の
I工部に照射しつつ、加工ガス(5)をノズA/(4)
の吹出口(8)から噴射しながら行われる。この時、被
加工物(6)の切断部近傍は第1図に示すようにじゃ閉
リング(9)によって覆われてbるため、噴射された加
工ガス(5)ハ拡散することなく、有効に被加工物(6
)の切断部を通過することになる。また1周辺の大気と
混合することもないので加工ガス(5)の純度を低下さ
ぜることげなAoそして、加工ヘッド本体(3)、ノズ
ル(4)およびしや閉リング(9)などから成る加工ヘ
ッドと被加工物(6)が相対的に移動して任意形状の加
工が進行するが、仮に被加工物(6)に凹凸があり九場
合でも、しゃ閉リング(9)は板バネαOによって常に
波加工vIJ(a)に押圧されているため。
しゃ閉リング(9)と被加工物(6)間に隙間部が形成
されることはなめ。したがって、加工ガス(5)の圧力
を上げることなく、常に安定した加工ガス(5)の供給
が可能となるものである。
なお、上記実施例でにじゃ閉リング(9)を被加工物(
6)に押圧する手段として板バネ(1G金用いるものと
したが、第2図に示すようにフィルバネ(10a)を用
すても上記実施例と同様の効果が得られる。
また、バネを設けることなく、第31閉に示すようにノ
ズ/I/(4)周縁部に1例えばゴムなどの弾性体から
成るじゃ閉リング(9a)を装着しても同様の効果を奏
する。
次に、この第2の発明の一笑施例について説明する。第
4図において、第5図と(ロ)−符号は同一部分を示し
説明は省略する、(9b)はノズ)v(4)の外周面に
摺動自在に装着されたじゃ閉リング。
(10b)げ一方が加工ヘッド本体(3)に同前され池
方かじゃ閉リング(9b)の端部に固着されて、しり閉
リングの一端を被加工物(6ンと接触した状態に押圧保
持する板バネ、Ql)は加工ヘッド本体(3)に設けら
ね、了g!、作用によってしゃ閉リング(9b)を加工
へ・ラド本体(3)側へ移動させる電磁石である。
次に動作について説明する。レーザ切断における基本動
作は第1の発明で述べたとおりであるが。
レーザ切断の初期段階では、被加工物(6)の任意の点
から切断を開始するために、イニシャルホールの加工が
必要となる。これをビアッシングと呼ぶが、ピアッシン
グ開始時には加工によるスパッタが被加工物(6ンの上
面側に飛散することになり、この時、しゃ閉リング(9
b〕が板バネ(10blによって被加工物(6)と接し
て加工部分を覆った状態にあると、スパ9夕がじゃ閉リ
ング(9b)又はノズル(4)の吹出口(8)周辺に付
着して蓄積され、ノπ1工の妨げとなる。
したがって、この第2の発明では、ピアッシング時にσ
電磁石αυの吸引@作によってしゃ閉リング(91))
i上部へ持ちあげて被加工物(6)との間に隙間部全形
成して、加工開始時に飛散するスパッタのしゃ閉リング
(9b〕などへの付着を防止するようにしたものである
。そして、ビアッシングが終了して切断加工に移行する
時点で、電磁石qυの吸引動作を解除する。
こね、により、しや閉リング(9b)が板バネ(10’
b)によって再び被加工物(6)に押し付けられ、第1
の発明と同じ動作でレーザ切断が継続して行われるので
ある。
なお、上記実施例ではしや閉リング(91))を持ち上
げる手段として電磁石α℃によるものとして説明したが
、ピアッシング時のみしゃ閉リング(9b)を上方へ移
動させるものであれば5例えばシリンダ又はその池の駆
動手段を用いても上記実施例と同様の効果が得られる。
ところで、上記第1および夷2の発明の実施例ではレー
ザによる切断加工につめて述べているが。
その池の加工にも利用できることIazうまでもない。
〔発明の効果〕
以上のように、この第1の発明によればレーザ加工時に
ノズルから噴射される7π」エガスの拡散を防止する手
段を設けたので、加工ガスの消79 ’A f抑制する
とともに、加工部分への加工ガスの鼎過が無駄なく有効
に行なわれるため、低ランニングコストで加工能力の向
上が図れ、また、加工ガスと大気とが混合しないので、
加工ガスの純度が区たれ、加工特性および精度の高いレ
ーぜ加工ヘッドが得られる効果がある。
また、この第2の発明によれば第1の発明による加工ガ
スの拡散を防止する手段を、ピアッシング時のみ解除す
るようにflt成したので、ピアッシング開始時に発生
するスパッタが上記手段などに付着して蓄積するのを防
止し、加工が円滑に行えるレーザ加工ヘッドが得られる
効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの第1の発明の一夾施例によるレーザ加工ヘ
ッドを示す断面図、第2図はこの第1の発明の他の実施
例によるノズル部分を示す外観図。 第3図にこの第1の発明のさらに池の笑猶例によるノズ
ル部分の断面図、第4図なこの第2の発明の一天施例に
よるレーザ加工へ・ンドを示す断rti図。 第5図は従来のレーザ加工ヘッドを示す断面図である。 図において、(1)はレーザ光、(4)はノズル、(5
)は加工が7−、CG)trX被加工物、 (9>、 
ullaz 、 (9b)hじゃ閉リング、α(1、t
lO’bJ n板バネ、  (10a)fl:!イルバ
ネ、(6)は電磁石である。 なお1図中、同一符号は同一部分を示す。 第1図 第2図 第31 第4図 9b しφ閘1ノンヂ 5  10し 序次ノで牟 ++              4.ll/I’電繍
乃。 ob 条   −r 第5図

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)レーザ光を被加工物の加工部に照射しつつ、加工
    ガスをノズルから上記被加工物の加工部に噴射して加工
    を行うレーザ加工ヘッドにおいて、上記被加工物の加工
    部に噴射された加工ガスの拡散を防止する筒状の加工ガ
    ス拡散防止体を設けたことを特徴とするレーザ加工ヘッ
    ド。
  2. (2)加工ガス拡散防止体は、ノズル外周部に摺動自在
    に装着されたしゃ閉リングと、このしゃ閉リングの一端
    が被加工物と接触した状態に押圧保持するバネとから成
    り、上記しゃ閉リングが被加工物の加工部周囲を覆うよ
    うに構成したことを特徴とする特許請求の範囲第1項記
    載のレーザ加工ヘッド。
  3. (3)加工ガス拡散防止体は、弾性体から成ることを特
    徴とする特許請求の範囲第1項記載のレーザ加工ヘッド
  4. (4)レーザ光を被加工物の加工部に照射しつつ、加工
    ガスをノズルから上記被加工物の加工部に噴射して加工
    を行うレーザ加工ヘッドにおいて、本加工に先立つてイ
    ニシャルホールの加工を行う時、被加工物と離間して保
    持されるとともに、上記イニシャルホールの加工終了に
    伴つて本加工に移行する時、一端が被加工物と近接又は
    接触した状態に保持され、上記被加工物の加工部に噴射
    された加工ガスの拡散を防止する筒状の加工ガス拡散防
    止体を設けたことを特徴とするレーザ加工ヘッド。
  5. (5)加工ガス拡散防止体は、ノズル外周部に摺動自在
    に装着されたしゃ閉リングと、このしゃ閉リングの一端
    が被加工物と接触した状態に押圧保持するバネと、上記
    しゃ閉リングを被加工物と離間させる電磁石とから成り
    、上記しゃ閉リングが被加工物の加工部周囲を覆うよう
    に構成したことを特徴とする特許請求の範囲第4項記載
    のレーザ加工ヘッド。
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