JPS6322920B2 - - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、レーザによる板金の切断加工、溶接
等に用いられるレーザ加工用ノズルに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to a laser processing nozzle used for laser cutting, welding, etc. of sheet metal.
従来例の構成とその問題点
レーザ加工、特に集光レンズによつて高エネル
ギ密度に集光されたレーザ光によつて行なわれる
板金の切断加工あるいは金属の溶接においては、
通常、レーザ加工用のノズルが用いられる。Conventional configurations and their problems In laser processing, especially in sheet metal cutting or metal welding, which is performed using laser light focused with high energy density by a condenser lens,
Usually, a nozzle for laser processing is used.
第1図にその構造を示す。1は大略平行なレー
ザビーム2を集光するための集光レンズで、押え
リング3により円筒状の部材4に固定されてい
る。5は集光レンズ1を通過した後のレーザビー
ム6を、その周囲から覆う円錐状の金属製のレー
ザ加工用ノズル(以下、ノズルと呼ぶ)で、レー
ザビーム6の集光点11の近傍に開口7を有す
る。8は、いわゆるアシストガスをノズル5内の
空間10に導くためのアシストガス導入口であ
り、部材4に直接取りつけられている。また、ノ
ズル5は、部材4にネジ9により取りつけられて
いる。12は、鉄板等の被加工材である。 Figure 1 shows its structure. Reference numeral 1 denotes a condenser lens for condensing a substantially parallel laser beam 2, and is fixed to a cylindrical member 4 by a retaining ring 3. Reference numeral 5 denotes a conical metal laser processing nozzle (hereinafter referred to as a nozzle) that covers the laser beam 6 after passing through the condensing lens 1 from its periphery. It has an opening 7. Reference numeral 8 denotes an assist gas inlet for introducing so-called assist gas into the space 10 within the nozzle 5, and is directly attached to the member 4. Further, the nozzle 5 is attached to the member 4 with a screw 9. 12 is a workpiece such as an iron plate.
ノズル5は、その内部空間10に、数Kg/cm2の
圧力で導入されたアシストガスを、レーザ加工の
行なわれている集光部11に、開口7を経て、勢
いよく吹きつける働きを行なう。また、アシスト
ガスを、加工部に吹きつける目的は
(1) 酸素をアシストガスとした場合、レーザ加工
部では、酸化反応が促進され、それに伴なつて
発生する酸化反応熱を加工のエネルギとして利
用する。 The nozzle 5 has the function of forcefully blowing assist gas introduced into its internal space 10 at a pressure of several kg/cm 2 onto the condensing section 11 where laser processing is being performed, through the opening 7. . In addition, the purpose of blowing assist gas onto the processing area is (1) When oxygen is used as the assist gas, the oxidation reaction is promoted in the laser processing area, and the accompanying oxidation reaction heat is used as energy for processing. do.
(2) レーザ加工部において発生するプラズマをア
シストガスで吹きとばす事により、レーザビー
ムの加工部への照射が、プラズマでさえぎられ
ない様にする。(2) By blowing away the plasma generated in the laser processing section with assist gas, the irradiation of the laser beam to the processing section is prevented from being blocked by the plasma.
(3) 加工部からの蒸発物質あるいは飛散粒子が集
光レンズに付着するのを防止する。(3) Prevent evaporated substances or scattered particles from the processing area from adhering to the condenser lens.
等である。etc.
さて、この様な目的で、アシストガスを、加工
部に勢いよく吹きつけるため、ノズル5の先端と
被加工物12の表面との距離Hは、鉄板の切断加
工の場合では、通常、1mm前後と小さい値であ
る。すなわち、ノズルは、被加工物12に極めて
接近した状態で用いられるのである。そのため、
被加工物をX―Yステージにより二次元的に動か
して、あるいは、静置された被加工物に対し、レ
ーザビームを二次元的に走査してレーザ加工を行
なう際、被加工物表面上に突起状物体が存在する
場合は、ノズルが、その突起状物体に衝突しない
様に十分の配慮が必要である。 Now, for this purpose, in order to forcefully spray the assist gas onto the workpiece, the distance H between the tip of the nozzle 5 and the surface of the workpiece 12 is usually around 1 mm when cutting an iron plate. This is a small value. That is, the nozzle is used in close proximity to the workpiece 12. Therefore,
When performing laser processing by moving the workpiece two-dimensionally on an X-Y stage or by scanning the laser beam two-dimensionally on a stationary workpiece, the If a protruding object is present, sufficient care must be taken to prevent the nozzle from colliding with the protruding object.
ところで、実際のレーザ加工では、第2図に示
す様に、平板状の被加工物12を、X―Yテーブ
ル13に固定されたた治具14にクランプするた
めの爪15、あるいは、被加工物12上に組みこ
まれた部品16など、被加工物12の表面上に、
突起状の物体が存在する場合は、かなり多いので
ある。そして、レーザ加工は、フライス等の切削
加工と異なり、切削抵抗が作用しないため、被加
工物の送り速度もしくはビームの走査速度は、速
い場合で数m/分から十数m/分に及ぶ。この様
な高速で、もし、ノズルが突起物に衝突すれば、
被加工物の破損、機械とくにX―Yステージの送
り機構の損傷、あるいはビーム走査系の損傷、ノ
ズルの破損等の重大な事故が発生する。なかで
も、ノズルが変形し破損した場合は、ノズル内壁
面にあたつて反射されたレーザビームが、ノズル
よりもれた人体に直接照射されるという重大な事
故につながる恐れがある。 By the way, in actual laser processing, as shown in FIG. On the surface of the workpiece 12, such as the part 16 assembled on the object 12,
There are many cases where protruding objects are present. Unlike cutting processes such as milling, laser processing does not involve cutting resistance, so the feed rate of the workpiece or the scanning speed of the beam ranges from several m/min to more than 10 m/min at high speeds. If the nozzle collides with a protrusion at such high speed,
Serious accidents may occur, such as damage to the workpiece, damage to the feed mechanism of the machine, especially the XY stage, damage to the beam scanning system, and damage to the nozzle. In particular, if the nozzle is deformed and damaged, there is a risk that the laser beam that hits the inner wall of the nozzle and is reflected will directly irradiate the human body beyond the nozzle, leading to a serious accident.
一方、従来より、ノズルの衝突については、上
述の危惧があるにもかかわらず、十分な対策が取
られていない。 On the other hand, conventionally, sufficient measures have not been taken against nozzle collisions, despite the above-mentioned concerns.
発明の目的
本発明は、ノズルの衝突を迅速に検出して装置
を停止状態となし、作業者ならびに装置の安全を
確保しうる、構造の簡単なレーザ加工用ノズルを
提供する事を目的とする。Purpose of the Invention An object of the present invention is to provide a laser processing nozzle with a simple structure that can quickly detect a nozzle collision and bring the device to a halt, thereby ensuring the safety of workers and the device. .
発明の構成
本発明は、ノズルを金属製とし、このノズルの
外周部に導電性ゴムを介して電極を設けることに
より、電極に被加工物が接触した時の導電性ゴム
の抵抗値の変化を検出し、装置の動作を停止する
ものである。Structure of the Invention The present invention has a nozzle made of metal, and an electrode is provided on the outer periphery of the nozzle via conductive rubber, thereby suppressing changes in the resistance value of the conductive rubber when a workpiece comes into contact with the electrode. It detects this and stops the operation of the device.
実施例の説明
以下、本発明の実施例と共に、詳細に説明を行
なう。DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail along with embodiments.
第3図は本発明の一実施例の要部断面図であ
り、符号は、第1図と対応している。 FIG. 3 is a sectional view of a main part of an embodiment of the present invention, and the reference numerals correspond to those in FIG. 1.
17は、ノズル5の外周に取りつけられた導電
性ゴムであり、その表面18には、金の薄膜19
が形成されている。この薄膜19は、金属製のノ
ズル5の表面20と対向する電極として用いられ
るもので、金属製のノズル5と薄膜19とによつ
て、導電性ゴム17を間に介した対向電極が構成
されている。 17 is a conductive rubber attached to the outer periphery of the nozzle 5, and a thin gold film 19 is coated on its surface 18.
is formed. This thin film 19 is used as an electrode facing the surface 20 of the metal nozzle 5, and the metal nozzle 5 and the thin film 19 constitute a counter electrode with the conductive rubber 17 interposed therebetween. ing.
また、図示の通り導電性ゴム17は、ノズル5
の外周部に整合し、嵌合する形状に作られてお
り、かつノズル5の外周面に設けられた凹状の溝
21に、導電性ゴム17の内周面に設けられた凸
部22が嵌合する事で、ノズル5に、導電性ゴム
17が取りつけられている。23,24は、対向
電極に設けられたリード線である。 Further, as shown in the figure, the conductive rubber 17 is connected to the nozzle 5.
The convex portion 22 provided on the inner circumferential surface of the conductive rubber 17 fits into the concave groove 21 provided on the outer circumferential surface of the nozzle 5. By fitting them together, the conductive rubber 17 is attached to the nozzle 5. 23 and 24 are lead wires provided on the opposing electrodes.
さて、このノズルにおいて、第4図に示す様に
突起物16がノズル5に衝突したとする。この
時、衝突部25では、導電性ゴムは圧縮変形す
る。その結果、導電性ゴムの性質として圧縮変形
部の導電性ゴムの抵抗値は低下する。この変形部
の抵抗値の変化を、リード線23,24に接続し
た検出回路32により、対向電極間の抵抗変化と
して検出して、即座に装置を停止状態となすので
ある。 Now, assume that in this nozzle, the protrusion 16 collides with the nozzle 5 as shown in FIG. At this time, the conductive rubber is compressed and deformed in the collision portion 25. As a result, as a property of the conductive rubber, the resistance value of the conductive rubber in the compressively deformed portion decreases. A detection circuit 32 connected to the lead wires 23 and 24 detects a change in the resistance value of the deformed portion as a change in resistance between the opposing electrodes, and immediately brings the device to a halt state.
なお、電源としての薄膜19は、上記衝突にお
いて、導電性ゴム17と一体に弾性変形可能であ
ることは勿論である。 It goes without saying that the thin film 19 serving as a power source can be elastically deformed together with the conductive rubber 17 in the above collision.
この時、突起物16は、被加工物の一部すなわ
ち品物であつたとしても、導電性ゴム17が弾性
変形した段階で装置は停止状態となるため、突起
物16すなわち品物は傷ついたり、破損したりす
る事がない。もちろんノズル5も同様である。す
なわち、本実施例では、導電性ゴムが、被加工物
あるいはノズル等の保護のための緩衝材としての
役目をも果す。また、本実施例では、導電性ゴム
は着脱自在であるので、交換も容易というメリツ
トをも有する。 At this time, even if the protrusion 16 is a part of the workpiece, that is, the product, the device will stop when the conductive rubber 17 is elastically deformed, so the protrusion 16, that is, the product, may be damaged or damaged. There's nothing to do. Of course, the same applies to the nozzle 5. That is, in this embodiment, the conductive rubber also serves as a cushioning material for protecting the workpiece or the nozzle. Further, in this embodiment, since the conductive rubber is removable, it also has the advantage of being easy to replace.
この様に、本実施例では、簡単な構造のノズル
で、ノズル衝突時の作業者の安全、機械、装置の
保護を確実に行なう事ができるもので、レーザ加
工用ノズルとして用いて、大なる効果を発揮する
ものである。 In this way, in this example, a nozzle with a simple structure can reliably protect the safety of workers and the protection of machines and equipment in the event of a nozzle collision, and can be used as a nozzle for laser processing to achieve great results. It is effective.
第5図,第6図に、本発明の別の構造を示す。
第5図では、導電性ゴム17の表面に設けられた
電極19は、細い金属線で編まれたメツシユであ
り、このメツシユ19は、細い金属線27により
導電性ゴムの表面上の凹部26において縛られて
固定されている。 5 and 6 show another structure of the present invention.
In FIG. 5, the electrode 19 provided on the surface of the conductive rubber 17 is a mesh made of thin metal wires, and the mesh 19 is inserted into the recess 26 on the surface of the conductive rubber by the thin metal wires 27. bound and fixed.
また、第6図では、電極19は、ノズル5の形
状に合わせた円錐状の薄い金属板であり、導電性
ゴム17の表面上の凹状の溝部に嵌合されている
ものである。この金属薄板19には、第7図,第
8図に示す展開図の様に弾性変形能力を向上させ
るため、多数の穴28、スリツト31を施してお
く方が、より好ましい。なお、第7図第8図にお
いて、エツヂ部29,30は互いに溶接される部
分である。 Further, in FIG. 6, the electrode 19 is a conical thin metal plate that matches the shape of the nozzle 5, and is fitted into a concave groove on the surface of the conductive rubber 17. It is more preferable to provide this metal thin plate 19 with a large number of holes 28 and slits 31 in order to improve its elastic deformability as shown in the developed views shown in FIGS. 7 and 8. In addition, in FIGS. 7 and 8, edge portions 29 and 30 are portions that are welded together.
発明の効果
本発明は、金属製ノズル部の外周部に導電性ゴ
ムを介して電極を形成しているので、ノズル部に
被加工物が接触したことを導電性ゴムの抵抗値の
変化で検出でき、これによつて装置の動作を停止
してノズルの変形、被加工物の損傷といつた事故
を防止できる。Effects of the Invention In the present invention, since an electrode is formed on the outer periphery of a metal nozzle part via conductive rubber, contact of a workpiece with the nozzle part is detected by a change in the resistance value of the conductive rubber. This makes it possible to stop the operation of the device and prevent accidents such as deformation of the nozzle and damage to the workpiece.
第1図は従来のレーザ加工用ノズルを示す要部
断面図、第2図はレーザ加工状態を示す側面図、
第3図は本発明の一実施例におけるレーザ加工用
ノズルの要部断面図、第4図は第3図の実施例の
動作説明図、第5図,第6図は本発明の他の実施
例を示す図、第7図,第8図は電極の構造例を示
す展開図である。
5…レーザ加工用ノズル、7…導電性ゴム、1
8…導電性ゴムの表面、19…導電性ゴムの表面
に配された電極、20…ノズル表面、21…ノズ
ル表面上に設けられた導電性ゴム凸部嵌合用の凹
状溝、22…導電性ゴム内面に設けられたノズル
凹部との嵌合用凸部、23,24…対向電極のリ
ード線。
Figure 1 is a sectional view of the main parts of a conventional laser processing nozzle, Figure 2 is a side view showing the state of laser processing,
FIG. 3 is a sectional view of a main part of a laser processing nozzle according to an embodiment of the present invention, FIG. 4 is an explanatory diagram of the operation of the embodiment of FIG. 3, and FIGS. 5 and 6 are other embodiments of the present invention. The diagrams illustrating examples, FIGS. 7 and 8, are developed views showing examples of electrode structures. 5... Laser processing nozzle, 7... Conductive rubber, 1
8... Surface of conductive rubber, 19... Electrode arranged on the surface of conductive rubber, 20... Nozzle surface, 21... Concave groove for fitting the conductive rubber convex provided on the nozzle surface, 22... Conductive A convex portion for fitting into a nozzle recess provided on the inner surface of the rubber, 23, 24...Lead wires of the counter electrode.
Claims (1)
ザビームの集光点近傍に開口を有する金属製のノ
ズル部と、前記金属製ノズル部の外周に設けられ
た導電性ゴムと、前記導電性ゴムの表面の前記金
属製ノズル部表面との対向部に設けられた、弾性
変形可能な電極とを有する事を特徴とするレーザ
加工用ノズル。 2 金属性ノズル部の外周部および導電性ゴムの
内周部に互いに嵌合し合う凸凹部が設けられ、前
記凸凹部の嵌合によつて、前記金属製ノズル部
に、前記導電性ゴムが固定されていることを特徴
とする特許請求の範囲第1項記載のレーザ加工用
ノズル。 3 前記弾性変形可能な電極は、導電性ゴムの表
面に形成された金属薄膜であ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用ノズ
ル。 4 前記弾性変形可能な電極は金属薄板であり、
前記導電性ゴムの外周部に凹部を形成し、前記凹
部に前記金属薄板が嵌合され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用ノズ
ル。[Scope of Claims] 1. A metal nozzle part that covers the laser beam from its periphery and has an opening near the convergence point of the laser beam, and a conductive rubber provided on the outer periphery of the metal nozzle part; A nozzle for laser processing, comprising an elastically deformable electrode provided on a surface of the conductive rubber at a portion facing the surface of the metal nozzle portion. 2. Concave and convex portions that fit into each other are provided on the outer periphery of the metal nozzle portion and the inner periphery of the conductive rubber, and by fitting the concave and convex portions, the conductive rubber is attached to the metal nozzle portion. The laser processing nozzle according to claim 1, wherein the nozzle is fixed. 3. The laser processing nozzle according to claim 1, wherein the elastically deformable electrode is a metal thin film formed on the surface of conductive rubber. 4. The elastically deformable electrode is a thin metal plate,
2. The laser processing nozzle according to claim 1, wherein a recess is formed in the outer periphery of the conductive rubber, and the thin metal plate is fitted into the recess.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58218084A JPS60108192A (en) | 1983-11-18 | 1983-11-18 | Nozzle for laser working |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP58218084A JPS60108192A (en) | 1983-11-18 | 1983-11-18 | Nozzle for laser working |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPS60108192A JPS60108192A (en) | 1985-06-13 |
JPS6322920B2 true JPS6322920B2 (en) | 1988-05-13 |
Family
ID=16714384
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58218084A Granted JPS60108192A (en) | 1983-11-18 | 1983-11-18 | Nozzle for laser working |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPS60108192A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPH0984837A (en) * | 1995-09-20 | 1997-03-31 | Midori Otsuki | Bed for patient suffering from bedsore |
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JPH02172629A (en) * | 1988-12-26 | 1990-07-04 | Mitsubishi Electric Corp | Work device |
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KR101065790B1 (en) | 2008-09-29 | 2011-09-20 | (주)와이티에스 | Laser nozzle apparatus for cutting polaroid film |
EP2412498A1 (en) * | 2009-03-23 | 2012-02-01 | Emilio Mateu Sentamans | Anti-collision device for a water jet cutting head |
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-
1983
- 1983-11-18 JP JP58218084A patent/JPS60108192A/en active Granted
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JPH0984837A (en) * | 1995-09-20 | 1997-03-31 | Midori Otsuki | Bed for patient suffering from bedsore |
Also Published As
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JPS60108192A (en) | 1985-06-13 |
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