JPS63273588A

JPS63273588A - レ−ザ加工ヘツド

Info

Publication number: JPS63273588A
Application number: JP62105588A
Authority: JP
Inventors: Seiichi Hayashi; 清一林
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 1987-04-28
Filing date: 1987-04-28
Publication date: 1988-11-10

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、レーザ光によって被加工物の切断。

溶接あるいは表面処理等の熱加工を行わせるためのレー
ザ加工ヘッドに関するものである。

［従来の技術］レーザ加工機では、レーザ発振器から出力されたレーザ
光は、ミラー等の光学系を介してレーザ加工ヘッドに導
かれ、該レーザ加工ヘッドのヘッド本体に固設された集
光レンズによって被加工物に集光される。そして、レー
ザ加工ヘッドもしくは被加工物を移動させることによっ
て、この集光されたレーザ光を被加工物上で移動させ、
該被加工物の切断、溶接あるいは表面処理等を行ってい
る。さらに、レーザ加工ヘッドの先端から上記レーザ光
とともに、被加工物におけるレーザ光照射位置に圧縮ガ
スを噴出させ、上記加工を補助するようにしている。

［発明が解決しようとする問題点Ｊところで、レーザ光による加工では、被加工物の材質あ
るいは加工方法等の諸条件によって、被加工物に対する
レーザ光の焦点位置を変化させる必要がある。たとえば
、材質Ａという被加工物ではその表面に、また材１Ｂと
いう被加工物ではその裏面に、それぞれレーザ光の焦点
を位置させなければ切断が行なわれない場合、上記従来
のレーザ加工ヘッドでは、該加工ヘッドを被加工物に対
して近接、または離反させてそれぞれの加工を行ってい
た。

ところが、レーザ加工ヘッドを被加工物に近接させるに
は限界がある。そのため上記材質Ｂの被加工物を切断す
る際に、レーザ加工ヘッドの先端からレーザ光の焦点位
置までの距離が、被加工物の板厚より短い場合には、被
加工物の裏面に焦点を位置させることができず、おのず
とその切断能力が制限される。また、この切断能力を向
上させるために、上記レーザ加工ヘッドの先端からレー
ザ光の焦点位置までの距離を予め長く設定した場合には
、今度は上記材質Ａの被加工物を切断する際に、レーザ
加工ヘッドと被加工物の表面とが離れすぎ、圧縮ガスが
有効に噴出されず、切断が良好に行われない虞れがあっ
た。

本発明の目的は、上記実情に鑑みて、どのような条件下
においても最適な加工をすることができるレーザ加工ヘ
ッドを提供することにある。

［問題点を解決するための手段１本発明に係るレーザ加工ヘッドでは、ヘッド本体に、レ
ーザ光の進行方向に進退可能に配設された集光レンズと
、咳集光レンズを移動させる移動手段とを備えている。

［作用］本発明に係るレーザ加工ヘッドによれば、ヘッド本体に
対するレーザ光の焦点位置を変えることができる。

［実施例］以下、本発明の具体的な構成を、実施例を示す図面に基
づいて詳細に説明する。

図は、本発明に係るレーザ加工ヘッドを概念的に示した
もので、ここで示すレーザ加工ヘッド１は、円筒状のヘ
ッド本体２を有している。ヘッド本体２は、基端部がレ
ーザ加工機の図示せぬ加工ヘッド移動装置に取り付けら
れており、同図におけるＸ、Ｙおよび２方向に移動する
ことができる。

一方、ヘッド本体２の自由端には、ノズル３が配設され
ている。ノズル３は、円筒部３ａとテーパ部３ｂとから
成り、円筒部３ａがヘッド本体２に固設されている。ま
た、ノズル３の円筒部３ａは管孔３Ｃを有しており、該
管孔３Ｃは図示せぬポンプに接続されている。そして、
該ポンプから供給される圧縮ガスは、管孔３ｃを介して
ノズル３内に導かれ、ノズル３の先端から外部へ噴出さ
れる。

さらに、ヘッド本体２は、中空室４を有している。中空
室４は、ヘッド本体２の外周面２ａから突出し、かつ内
周面２ｂに開口しており、ヘッド本体２を構成する壁に
よって一体に形成されている。この中空室４には、ウオ
ームギヤ５が配設されている。ウオームギヤ５は、その
回動軸線がヘッド本体２の中心軸線と平行で、かつ一端
がヘッド本体２の内周面２ｂから突出するように配設さ
れており、中空室４の外壁に固設されたモータ６の駆動
軸６ａに固定されている。そして、ウオームギヤ５は上
記の姿勢を保りたまま、モータ６の回動によって中空室
４で回動される。

また、このレーザ加工ヘッド１は、摺動部材７を備えて
いる。摺動部材７は、円筒状を成し、その外周面７ａに
おける両端部には、それぞれ環状のブツシュ８．８が固
定され、その内周面７ｂには、円形の集光レンズ９が固
定されている。さらに、摺動部材７は、ラック１０を有
している。ラック１０は、傾斜歯で構成されており、摺
動部材７の外周面７ａに、該摺動部材７の軸方向に形成
されている。この摺動部材７は、上記ヘッド本体２内に
、相互の中心軸線が一致するように挿入され、ブツシュ
８，８がヘッド本体２の内周面２ｂに当接するとともに
、ラック１０がウオームギヤ５に歯合されている。もっ
て摺動部材７は、モータ６の回動に伴なうウオームギヤ
５の回動によって螺進され、ヘッド本体２内を上下方向
に摺動することができる。なお、摺動部材７とヘッド本
体２との間には、図示せぬ回り止めが付設されており、
上記ラック１０、つ４−ムギャ５およびモータ６ととも
に移動手段１１を構成している。

今、上述のように構成されたレーザ加工ヘッド１を備え
るレーザ加工機によって、例えばアルミニウム板１２の
切断を行なう。まず、レーザ加工ヘッド１を前記加工ヘ
ッド移動装置によって、アルミニウｌ＼板１２の切断開
始位置に移動させる。

そして図示せぬレーザ発振器からレーザ加工ヘッド１に
導かれたレーザ光１３の焦点１３ａをアルミニウム８ｉ
１２の表面１２ａに位置させるとともに、圧縮ガスをノ
ズル３の先端から噴出させ、ビアッシングを行う。ビア
ツシングが終了したのち、移動手段１１によって摺動部
材７を矢印の方向に移動させる。すなわち、レーザ加工
ヘッド１を７方向に移動させずに、集光レンズ９を図の
二点鎖線で示す位置まで前進させ、レーザ光１３の焦点
１３ａをアルミニウム１２の裏面１２ｂに偏置させる。

そして上記加工ヘッド移動装置によって、レーザ加工ヘ
ッド１をＸまたはＹ方向に適宜移動させ、アルミニウム
板１２の切断を行っていく。

なお、上記実施例では、集光レンズ９を摺動部材７に配
役するとともに、該摺動部材７を、ラック１０、ウオー
ムギヤ５、モータ６および図示せぬ回り止めによって構
成される移動手段１１によって移動させ、集光レンズ９
をヘッド本体２に対して進退させているが、本発明では
、これらに限定されない。

［発明の効果］上記したように、本発明に係るレーザ加工ヘッドによれ
ば、ヘッド本体に対するレーザ光の焦点位置を変えるこ
とができるので、ヘッド本体を被加工物に近接または離
反させずにレーザ光の被加工物に対する焦点位置を変え
ることができ、あるいは、被加工物における焦点位置を
変えずに、ヘッド本体を被加工物に近接または離反させ
ることができ、レーザ加工機の適用範囲を大幅に広げる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

図は、本発明に係るレーザ加工ヘッドを概念的に示した
断面図である。２・・・ヘッド本体、９・・・集光レンズ、１１・・・
移動手段、１３・・・レーザ光。

Claims

【特許請求の範囲】

ヘッド本体に、レーザ光の進行方向に進退可能に配設さ
れた集光レンズと、該集光レンズを移動させる移動手段
とを備えたことを特徴とするレーザ加工ヘッド。