KR101465200B1 - Receiving device, especially for a nozzle element of a laser processing head - Google Patents

Receiving device, especially for a nozzle element of a laser processing head Download PDF

Info

Publication number
KR101465200B1
KR101465200B1 KR1020070074146A KR20070074146A KR101465200B1 KR 101465200 B1 KR101465200 B1 KR 101465200B1 KR 1020070074146 A KR1020070074146 A KR 1020070074146A KR 20070074146 A KR20070074146 A KR 20070074146A KR 101465200 B1 KR101465200 B1 KR 101465200B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
insert
insulator member
storage device
wall surface
nozzle
Prior art date
Application number
KR1020070074146A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20080011069A (en
Inventor
슈베르트 피터
Original Assignee
프레치텍 카게
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 프레치텍 카게 filed Critical 프레치텍 카게
Publication of KR20080011069A publication Critical patent/KR20080011069A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101465200B1 publication Critical patent/KR101465200B1/en

Links

Images

Classifications

    • 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
    • B23K26/1482Detachable nozzles, e.g. exchangeable or provided with breakaway lines
    • 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
    • B23K26/20Bonding
    • B23K26/21Bonding by welding
    • 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
    • B23K26/36Removing material
    • B23K26/38Removing material by boring or cutting
    • 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
    • B23K26/70Auxiliary operations or equipment
    • B23K26/702Auxiliary equipment

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)

Abstract

본 발명은 수납 장치(52), 특히 레이저 가공 헤드의 노즐 부재용 수납 장치에 관한 것으로서, 환상의 절연체 부재(18)와, 이 절연체 부재(18)의 재료와 다른 열팽창 계수를 갖는 재료로 구성되어 노즐 부재(38)를 탈착 가능하게 수납하기 위해 상기 절연체 부재(18)의 중앙 리세스부(26) 내에 배치되는 인서트(20)를 포함하는 수납 장치(52)에 관한 것이다. 상기 수납 장치(52)의 전기적 특성을 유지하면서도 부하 수용 능력을 증가시키기 위해, 상기 중앙 리세스부(26) 내부에서 상기 절연체 부재(18)의 내부 벽면과 상기 인서트(20)의 외부 벽면 사이에 복합 재료가 제공된다. 이 복합 재료는 특히 반경 방향으로 이루어지는 상기 인서트(20)의 팽창과 상기 절연체 부재의 팽창의 차이를 보상한다.The present invention relates to a storage device (52), particularly a nozzle member storage device of a laser machining head, characterized by comprising an annular insulator member (18) and a material having a thermal expansion coefficient different from that of the material of the insulator member And an insert (20) disposed in a central recess portion (26) of the insulator member (18) for removably receiving the nozzle member (38). (20) between the inner wall surface of the insulator member (18) and the outer wall surface of the insert (20) inside the central recess portion (26) in order to maintain the electrical characteristics of the accommodating device (52) A composite material is provided. This composite material compensates for the difference between the expansion of the insert 20, particularly in the radial direction, and the expansion of the insulator member.

레이저 가공 헤드, 노즐 수납 장치, 절연, 열팽창, 복합재료 Laser machining heads, nozzle holders, insulation, thermal expansion, composites

Description

레이저 가공 헤드의 노즐 부재용 수납 장치 {RECEIVING DEVICE, ESPECIALLY FOR A NOZZLE ELEMENT OF A LASER PROCESSING HEAD}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a nozzle holding member for a nozzle member of a laser machining head,

본 발명은 수납 장치, 특히 레이저 가공 헤드의 노즐 부재용 수납 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a receiving apparatus, and more particularly, to a receiving apparatus for a nozzle member of a laser machining head.

레이저 가공 헤드를 이용하여, 예컨대 용접 혹은 절단 작업이 실행되는 방식으로 공작물은 레이저 빔에 의해 가공된다. 이를 위해 레이저 가공 헤드는 공작물에 상대적으로 적합한 방법으로 위치 결정된다. 위치 결정은 간격 조절 장치를 통해 이루어지되, 노즐 부재와 공작물 사이의 간격은 예컨대 용량성 경로 상에서 측정될 수 있으며, 이를 위해 커패시터 전극으로서 기능하는 공작물과 함께 커패시터를 형성하는 노즐 부재에는 교류 형태의 측정 전압이 인가된다. 이 경우 레이저 가공 헤드의 하우징에 장착되는 노즐 부재는 하우징으로부터 절연되어야 한다.Using a laser machining head, the workpiece is machined by a laser beam in such a way that, for example, a welding or cutting operation is carried out. For this purpose, the laser machining head is positioned in a manner which is relatively suitable for the workpiece. The positioning is made through a spacing device, wherein the distance between the nozzle member and the workpiece can be measured, for example, on a capacitive path, and a nozzle member forming a capacitor with a workpiece functioning as a capacitor electrode for this, Voltage is applied. In this case, the nozzle member mounted on the housing of the laser processing head must be insulated from the housing.

레이저 가공 헤드에 노즐 부재를 고정하기 위한 절연 부재가 종종 이용되며 그 기능에 대해서는 일반적으로 잘 알려져 있다.An insulating member for fixing the nozzle member to the laser machining head is often used and its function is generally well known.

예를 들어, DE 90 04 335 U1은 세라믹 절연체를 구비한 수납 장치를 개시하고 있다. 절연체는 레이저 가공 헤드용 금속 노즐 부재를 나사 체결하기 위한 암 나사를 구비한 금속 인서트를 수용하는 리세스부를 포함한다. 이때 인서트는 절연체 내에서 나사산이 없는 리세스부 내에 형상 잠금(shape-locked) 방식으로 압입되어 접착된다. 인서트를 구비한 수납 장치를 이용함으로써 노즐 부재는 레이저 가공 헤드에서 나사 체결 방식으로 조이거나 풂으로써 교체할 수 있다.For example, DE 90 04 335 U1 discloses a storage device with a ceramic insulator. The insulator includes a recess portion for receiving a metal insert having a female screw for screwing a metal nozzle member for a laser machining head. At this time, the insert is press-fitted in a shape-locked manner in a threadless recess in the insulator. The nozzle member can be replaced by tightening or loosening the screw in the laser machining head by using the accommodating device provided with the insert.

US 6,025,571은 세라믹 소재의 환상(annular)의 절연부와 중앙 리세스부 내에 장착되는 금속 인서트를 구비한 수납 장치를 개시하였다. 이 경우 인서트는 절연체 내부에서 축방향으로 제공되는 구멍을 통해 연장되는 나사에 의해 탈착 가능하게 고정된다. 그로 인해 열적 혹은 기계적 부하에 의해 야기되는 인서트의 탈락이 억제될 뿐 아니라 인서트의 용이한 교체도 가능하다. 금속 인서트 내에는 다시 노즐 부재가 나사 체결될 수 있다.US 6,025,571 discloses a storage device having an annular insulation portion of a ceramic material and a metal insert mounted in the central recess portion. In which case the insert is releasably secured by screws extending through holes provided axially within the insulator. This not only eliminates the drop of the insert caused by the thermal or mechanical load, but also facilitates easy replacement of the insert. The nozzle member can again be screwed into the metal insert.

상기한 절연부의 일반적인 특징은 세라믹 절연체 내부에 침투하여 형상 잠금(shape-locked) 방식으로 중심 결정되는 금속 인서트에 있다. 그러나 이러한 유형의 형상 잠금 방식은 금속 인서트가 강하게 가열되는 상황에서는 문제가 된다. 특히 높은 레이저 출력으로 반사성 재료(reflecting material)를 가공할 때와 절단을 위한 플런지 커팅 시가 이에 해당한다. 금속 인서트를 강하게 가열할 때에 금속 인서트는 팽창하며, 이는 세라믹 절연부에 인장 부하를 초래하며, 과부하의 결과로 그 절연부는 파괴될 수 있다.A typical feature of the above insulation is in a metal insert that penetrates into the ceramic insulator and is centered in a shape-locked fashion. However, this type of shape locking is problematic in situations where the metal insert is strongly heated. This is particularly true when processing a reflecting material with high laser power and when plunge cutting for cutting. When the metal insert is strongly heated, the metal insert expands, which causes a tensile load on the ceramic insulation, and the insulation can be broken as a result of overloading.

세라믹 소재는 일반적으로 비교적 낮은 인장 강도를 가지며, 그리고 전기적 특성과 세라믹 소재의 가격으로 사용 가능한 재료는 매우 제한되기 때문에, 통상적인 수단을 이용하여 단지 구조의 적당한 열적 부하 수용 능력만이 제공될 수 있다.Ceramic materials generally have a relatively low tensile strength and because only the materials available for electrical properties and the cost of ceramic materials are very limited, only the proper thermal load capacity of the structure can be provided using conventional means .

본 발명의 목적은 전기적 특성을 유지하면서도 부하 수용 능력이 상승되는 새로운 수납 장치를 제공하는 것에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a new accommodating apparatus in which load accommodation capacity is increased while maintaining electrical characteristics.

상기 목적은 청구항 제1항에 따른 수납 장치에 의해 달성된다. 본 발명의 바람직한 구현예 및 개선 실시예는 후술된다.This object is achieved by a storage apparatus according to claim 1. Preferred embodiments and improved embodiments of the present invention are described below.

본 발명에 따라, 환상의 절연체 부재, 이 절연체 부재의 재료와 다른 열 팽창 계수를 갖는 재료로 이루어진 노즐 부재를 탈착 가능하게 수납하기 위해 절연체 부재의 중앙 리세스부 내에 장착되는 인서트, 그리고 중앙 리세스 내부에서 절연체 부재의 내부 벽면과 인서트의 외부 벽면 사이에 제공되는 복합 재료를 포함하는 수납 장치가 제공된다. 상기한 복합 재료는 특히 반경 방향으로 이루어지는 인서트의 팽창과 절연체 부재의 팽창의 차이를 보상한다.According to the present invention, there is provided an insulator comprising an annular insulator member, an insert mounted in a central recess portion of the insulator member for removably accommodating a nozzle member made of a material having a thermal expansion coefficient different from that of the insulator member, There is provided a receiving apparatus including a composite material provided between an inner wall surface of an insulator member and an outer wall surface of an insert in the insert. The composite material described above compensates for the difference between the expansion of the insert, especially in the radial direction, and the expansion of the insulator member.

다시 말해, 노즐 부재를 수납하기 위한 수납 장치에 있어서, 환상의 절연체 부재뿐 아니라 이 절연체 부재의 중앙 리세스부 내에 장착되는 금속 인서트를 포함하되, 금속 인서트의 외부 벽면과 절연체 부재의 내부 벽면 사이에는 예컨대 경질 땜납 혹은 접착제를 수용하기 위한 중간 공간이 존재하는 수납 장치가 제공된다. 이와 관련하여 인서트는 절연체 부재 내부로 나사 체결될 수 있다. 그렇게 함으로써 외부를 향해 반경 방향으로 작용하는 힘, 즉 가열 시에 인서트 및 절연체 부재의 상이한 팽창에 의해 발생할 수 있는, 인서트 원주 방향의 전단력은 복합 재료에 의해 보상되거나 흡수되며, 그렇게 함으로써, 특히 세라믹으로 제조된 절연체 부재가 파괴될 수 있는 가능성은 최소화된다.In other words, the accommodating device for accommodating the nozzle member includes a ring-shaped insulator member as well as a metal insert which is mounted in the central recess portion of the insulator member, and between the outer wall surface of the metal insert and the inner wall surface of the insulator member There is provided a receiving apparatus in which, for example, an intermediate space for accommodating a hard solder or an adhesive is present. In this connection, the insert can be screwed into the insulator member. By doing so, the forces acting in the radial direction towards the outside, i.e. the shear forces in the circumferential direction of the insert, which can be caused by the different expansion of the insert and the insulator member upon heating, are compensated or absorbed by the composite material, The possibility that the manufactured insulator member can be destroyed is minimized.

이와 관련하여 복합 재료는 발생하는 높은 온도를 고려하여 바람직하게는 에폭시 수지 접착제 혹은 세라믹 접착제와 같은 고온 접착제이다.In this regard, the composite material is preferably a high temperature adhesive such as an epoxy resin adhesive or a ceramic adhesive in view of the high temperature that occurs.

그리고 양호한 세라믹-금속 결합을 위해 고온 접착제는 산화 알루미늄, 산화 규소 혹은 산화 마그네슘으로 이루어진 무기질 충전재를 함유하는 것이 바람직하다. 그 외에도 양호한 열 전도성을 위해, 질화 알루미늄으로 이루어진 충전재가 첨가될 수 있다.And, for good ceramic-metal bonding, the high temperature adhesive preferably contains an inorganic filler consisting of aluminum oxide, silicon oxide or magnesium oxide. In addition, for good thermal conductivity, a filler made of aluminum nitride may be added.

또 다른 바람직한 구현예에 따라 복합 재료는 경질 땜납일 수도 있다.According to another preferred embodiment, the composite material may be a hard solder.

특히 축방향으로 절연체 부재와 인서트의 결합의 높은 안정성을 달성하기 위해, 바람직하게는 절연체 부재의 중앙 리세스부 내에 상대 나사산을 구비한 인서트를 수납하기 위한 나사산이 제공된다.A thread is provided for receiving an insert with a counter thread, preferably in the central recess of the insulator member, in particular in order to achieve a high stability of the engagement of the insert with the insulator member in the axial direction.

우수한 전기적 절연 특성을 바탕으로, 바람직하게는 절연체 부재는 세라믹으로 제조되며, 이 경우 특히 나사산을 제공하기 위해 바람직하게는 절연체 부재는 절삭 가공이 가능한 유리 세라믹으로 제조된다.On the basis of good electrical insulation properties, preferably the insulator member is made of ceramic, in which case the insulator member is preferably made of a glass ceramic, which is preferably machinable to provide threads.

인서트는 필요한 전기 전도성 및 바람직한 우수한 열전도성을 고려하여 더욱 바람직하게는 금속이나 혹은 금속 합금으로 제조되며, 이 경우 특히 바람직하게는 동, 청동, 혹은 황동으로 제조된다.The insert is preferably made of a metal or a metal alloy, in particular in this case copper, bronze or brass, taking into account the necessary electrical conductivity and good thermal conductivity.

레이저 가공 시스템에서 실제로 사용하기 위해, 바람직하게는 절연체 부재는 인서트로부터 반대 방향으로 향해 있는 자체 축방향 단부에 외부를 향해 반경 방향 으로 연장되는 플랜지를 포함하되, 이 플랜지를 통해 수납 장치는 유니언 너트를 이용하여 레이저 가공 헤드의 하우징에 탈착 가능하게 고정된다.For practical use in a laser machining system, preferably, the insulator member includes a flange extending radially outwardly at its self-axial end which is directed in the opposite direction from the insert, through which the housing receives a union nut And is detachably fixed to the housing of the laser processing head.

본 발명의 또 다른 구현예에 따라, 수납 장치는 하우징을 구비한 레이저 가공 헤드에 이용되며, 상기 하우징을 통해 가공 레이저 빔 경로가 안내된다. 이 가공 레이저 빔 경로는, 노즐을 하우징에 탈착 가능하게 고정하기 위해, 노즐을 통과하여 가공 대상물 쪽으로 유출된다.According to another embodiment of the present invention, a receiving device is used in a laser machining head having a housing, through which a machining laser beam path is guided. The machined laser beam path passes through the nozzle and flows out toward the object to be fixed to detachably fix the nozzle to the housing.

본 발명에 따르면, 전기적 특성을 유지하면서도 부하 수용 능력이 상승된수납 장치를 제공할 수 있다.INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, it is possible to provide a receiving apparatus having an increased load carrying capacity while maintaining electrical characteristics.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 따라 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 레이저 가공 헤드의 노즐 영역을 부분 단면도를 포함하여 도시한 개략도이다.1 is a schematic view showing a nozzle region of a laser machining head according to the present invention including a partial sectional view.

도 2는 본 발명에 따른 레이저 가공 헤드의 노즐 부재용 수납 장치를 절결하여 도시한 개략적 단면도이다.Fig. 2 is a schematic cross-sectional view showing a cutting-off device for a nozzle member of a laser machining head according to the present invention.

도면에서 서로 대응하는 구조 부재는 동일한 도면 부호로써 도시되어 있다.Structural members corresponding to each other in the drawings are indicated by the same reference numerals.

도 1은 레이저 가공 장치 혹은 시스템과 함께 사용되는 레이저 가공 헤드(10)의 일 부분을 도시하고 있다. 이 경우 레이저 가공 장치로부터 제공되는 가공 레이저 빔은 레이저 가공 헤드(10)를 통과하여 공작물(12) 상으로 조사된다. 이는 광축(L)에 의해 도시되어 있다.1 shows a portion of a laser machining head 10 used with a laser machining apparatus or system. In this case, the machining laser beam provided from the laser machining apparatus passes through the laser machining head 10 and is irradiated onto the workpiece 12. This is illustrated by the optical axis L.

레이저 가공 헤드(10)의 하우징(14)에는 유니언 너트(16)를 이용하여 환상의 절연체 부재(18)가 탈착 가능하게 고정된다. 인서트(20)는 반경 방향 플랜지(24)가 연결되는 부시(22)를 이용하여 환상 절연체 부재(18)의 리세스부(26) 내 중심에 삽입되고, 이하에서 도 2에 따라 더욱 상세하게 설명되는 바와 같이, 상기 절연체 부재(18)와 다양한 방법으로 결합될 수 있다. 예컨대 도 1에서 볼 수 있듯이, 인서트(20)는 중앙의 리세스부(26) 내에 위치하는 나사산(28)에 나사 체결될 수 있다. 환상의 절연체 부재(18) 내에는 보어부(32)가 위치한다. 이 보어부(32) 내로는 핀(34)이 삽입된다. 인서트(20)와 그에 따라 이 인서트(20) 내에 고정되는 노즐 부재(38)를 전기적으로 접속시킬 수 있도록 하기 위해, 핀(34)은 인서트(20)의 보어부(36) 내로 맞물리며, 예컨대 납땜, 용접, 나사, 압입 등을 통해 상기 보어부(36) 내에서 고정된다. 이 경우 인서트(20)와 핀(34)의 우수한 접촉을 고려하면 납땜 혹은 용접이 특히 바람직하다.An annular insulator member (18) is detachably fixed to the housing (14) of the laser processing head (10) using a union nut (16). The insert 20 is inserted into the center of the recessed portion 26 of the annular insulator member 18 using the bush 22 to which the radial flange 24 is connected and is described in more detail below May be coupled to the insulator member 18 in a variety of ways. For example, as can be seen in FIG. 1, the insert 20 may be screwed into a thread 28 located within the central recess 26. A bore 32 is located in the annular insulator member 18. A pin (34) is inserted into the bore (32). The pin 34 engages into the bore 36 of the insert 20 and is secured to the insert 20 by soldering, for example, to allow the insert 20 to be electrically connected to the nozzle member 38, , Fixed in the bore portion 36 through welding, screws, press fitting, or the like. In this case, soldering or welding is particularly preferable in consideration of excellent contact between the insert 20 and the pin 34. [

노즐 부재(38)는 노즐 보어부(40)와, 에지부(44)를 구비한 반경 방향 플랜지(42)를 포함한다. 노즐 부재(38)는 수나사(46)를 이용하여 인서트(20)의 암나사(48)에 나사 체결된다. 금속 인서트(20)와 노즐 부재(38)의 나사 체결부를 용이하게 조이고 풀기 위해, 상기 에지부(44)에는 작은 돌기(knurl)가 제공될 수 있다. 노즐 부재(38)와 인서트(20) 사이에 중심 결정부로서 이용되는 것은 예컨대 원추형의 중심 결정면(50)이다.The nozzle member 38 includes a nozzle bore 40 and a radial flange 42 with an edge 44. The nozzle member 38 is screwed to the female screw 48 of the insert 20 using the male screw 46. The edge portion 44 may be provided with a small knurl in order to easily tighten and unscrew the threaded portion of the metal insert 20 and the nozzle member 38. [ The central member 50 is, for example, a conical centering surface between the nozzle member 38 and the insert 20.

도 2는 본질적으로 본 발명에 따른 수납 장치(52)만을 도시하고, 탈착 가능하게 고정된 노즐 부재(38)는 개략적으로 도시되어 있다. 레이저 가공 장치로부터 공급되는 가공 레이저 빔은 도시한 광축(L)을 따라 수납 장치(52)를 통과한다.Fig. 2 essentially shows only the storage device 52 according to the invention, and the removably fixed nozzle member 38 is shown schematically. The machining laser beam supplied from the laser machining apparatus passes through the accommodating device 52 along the optical axis L shown in the figure.

수납 장치(52)는 전술한 환상의 절연체 부재(18)와 인서트(20)를 포함한다.The accommodating device 52 includes the annular insulator member 18 and the insert 20 described above.

환상의 절연체 부재(18)는 인서트(20)의 반대 방향으로 향해 있는 자체 축방향 단부에 바깥쪽을 향해 반경 방향으로 연장되는 플랜지(54)를 포함한다. 이 플랜지(54)를 통해 환상의 절연체 부재(18)는 유니언 너트(16)를 이용하여 레이저 가공 헤드(10)의 도 1에 도시한 하우징(14)에 탈착 가능하게 고정될 수 있다. 환상의 절연체 부재(18)의 직경은 통상적으로 25mm이며, 그 높이는 통상적으로 12mm이지만, 레이저 가공 헤드(10)의 각 사용 영역에 따라 또 다른 적합한 치수를 가질 수도 있다. 환상의 절연체 부재(18)는 전기 절연 재료, 특히 세라믹으로 제조된다.The annular insulator member 18 includes a flange 54 extending radially outwardly at its self-axial end towards the opposite direction of the insert 20. The annular insulator member 18 can be detachably fixed to the housing 14 shown in Fig. 1 of the laser processing head 10 by using the union nut 16 through the flange 54. Fig. The diameter of the annular insulator member 18 is typically 25 mm, and its height is usually 12 mm, but it may have another suitable dimension depending on each use region of the laser processing head 10. The annular insulator member 18 is made of an electrically insulating material, particularly ceramic.

도 2에 도시한 실시예에 따라, 절연체 부재(18)의 중앙 리세스부(26)의 내부 벽면에는 나사산(28)이 제공되며, 그를 통해 인서트(20)를 중앙의 리세스부(26) 내에 나사 체결할 수 있다. 이를 위해 특히 바람직하게는 예컨대 Corning Incorporated 사의 유리 세라믹 Macor와 같이 절삭 가공이 가능한 유리 세라믹이 이용된다. 상기한 유리 세라믹은 약 800℃의 작업 온도의 연속 작동 조건에서 이용할 수 있지만, 약 1000℃의 단기간 피크 온도 조건에서도 이용할 수 있다. 더욱이 상기한 재료는 우수한 전기 절연체이며, 낮은 열전도성을 갖는다. 그 외에도 상기한 재료는 접착이 가능할 뿐 아니라 경질 납땜도 가능하다는 장점을 가지고 있다.2, a thread 28 is provided on the inner wall surface of the central recessed portion 26 of the insulator member 18 through which the insert 20 is inserted into the central recessed portion 26, As shown in Fig. For this purpose, glass ceramics capable of being cut, such as glass ceramic Macor of Corning Incorporated, are used particularly preferably. The above-described glass ceramics can be used under continuous operating conditions of an operating temperature of about 800 DEG C, but can also be used under short-term peak temperature conditions of about 1000 DEG C. Moreover, the above materials are excellent electrical insulators and have low thermal conductivity. In addition, the above-mentioned materials have an advantage that not only bonding but also hard soldering is possible.

인서트(20)는 전기 전도성 재료, 특히 금속이나 금속 합금으로 제조된다. 이 경우 높은 온도가 발생할 시에 재료의 파괴를 회피하기 위해 이용되는 재료는 높은 용융점을 가지고 있어야 하는 점이 중요하게 작용한다.The insert 20 is made of an electrically conductive material, particularly a metal or metal alloy. In this case, it is important that the material used to avoid material breakdown at the time of high temperature has a high melting point.

그러므로, 예컨대 레이저 절단 시 공작물 내에 플런지 커팅 공정이 이루어질 시에 1000℃ 이상의 국소적 피크 온도가 발생할 수 있다. 이를 위해, 국소적 피크 온도를 양호하게 유도하여 분배할 수 있도록 하기 위해, 이용되는 재료는 우수한 열전도성을 가지고 있어야 한다. 특히 적합한 재료는 예컨대 동, 청동 혹은 황동이다.Thus, for example, when the plunge cutting process is performed in the workpiece during laser cutting, a local peak temperature of 1000 DEG C or higher may occur. To this end, the material used must have good thermal conductivity in order to allow a good induction and distribution of the local peak temperature. Particularly suitable materials are copper, bronze or brass, for example.

인서트(20)는 다음에서 기술하는 바와 같이 절연체 부재(18)의 중앙 리세스부(26) 내에 다양한 방법으로 고정될 수 있다. 다음에서 기술하는 모든 실시예와 관련하여, 중앙 리세스부(26)의 내부 벽면과 인서트(20)의 부시(22)의 외부 벽면 사이에 갭 혹은 중간 공간이 존재함으로써, 인서트(20)로부터 주변의 절연체 부재(18)로 축방향으로 직접적인 접촉에 의해 이루어지는 직접적인 힘 전달은 회피된다는 사실이 공통적으로 적용된다.The insert 20 may be secured in various ways within the central recess 26 of the insulator member 18, as described below. There is a gap or intermediate space between the inner wall surface of the central recess portion 26 and the outer wall surface of the bushing 22 of the insert 20, The direct force transmission, which is achieved by direct axial contact with the insulator member 18 of the motor, is avoided.

예컨대, 인서트(20)를 용이하게 중앙 리세스부(26) 내에 나사 체결하기 위해, 절연체 부재(18)의 중앙 리세스부(26)의 내부 벽면과 인서트(20)의 부시(22)의 외부 벽면은 각각 나사산과 상대 나사산을 구비할 수 있다. 그러나 다음에서 설명되는 복합 재료에 양호한 고정성을 부여하기 위해, 중앙 리세스부(26)의 내부 벽면 및/또는 인서트(20)의 부시(22)의 외부 벽면은 표면이 거칠게 처리될 수도 있다. The inner wall surface of the central recess portion 26 of the insulator member 18 and the outer surface of the bush 22 of the insert 20 can be easily fixed to the center recess portion 26, The walls may each have a thread and a counter thread. However, the inner wall surface of the central recess portion 26 and / or the outer wall surface of the bushing 22 of the insert 20 may be roughened to provide a good fixability to the composite material described below.

복합 재료는 중앙 리세스부(26)의 내부 벽면과 인서트(20)의 부시(22)의 외부 벽면 사이의 중간 공간에 삽입되어, 한편으로는 절연체 부재(18)와 인서트(20) 를 견고하게 연결하며, 다른 한편으로 가열 시에 인서트(20)와 특히 부시(22)의 팽창을 자체 탄성력을 통해 수용하면서, 반경 방향으로 작용하는 힘을 완화하거나 완충시키는 과제를 충족한다. 그러므로 절연체 부재(18) 쪽으로 이루어지는 직접적인 힘 전달은 다양한 열팽창 계수를 바탕으로 억제되며, 그리고 그와 결부된 절연체 부재(18)의 파괴 가능성은 최소화된다. 또한, 절연체 부재(18)에 인서트(20)를 더욱 확실하게 고정하기 위해, 복합 재료가 인서트(20)의 반경 방향 플랜지(24)와 절연체 부재(18)의 저면 사이에 삽입될 수 있다.The composite material is inserted into the intermediate space between the inner wall surface of the central recess portion 26 and the outer wall surface of the bushing 22 of the insert 20 so as to secure the insulator member 18 and the insert 20 firmly On the one hand, and on the other hand accommodates the expansion or expansion of the insert 20, and in particular the bush 22, during heating, by means of self-resilient forces, while mitigating or buffering forces acting in the radial direction. Therefore, the direct force transmission toward the insulator member 18 is suppressed on the basis of various thermal expansion coefficients, and the possibility of breakage of the insulator member 18 associated therewith is minimized. A composite material may also be inserted between the radial flange 24 of the insert 20 and the bottom surface of the insulator member 18 to more securely secure the insert 20 to the insulator member 18.

복합 재료로서는 접착제나 땜납이 이용될 수 있다. 접착제의 경우 예컨대 에폭시 수지와 같은 고온 접착제가 특히 적합하다. 그러나 무기질 충전 재료가 혼합되어 있는 특수한 세라믹 접착제도 이용할 수 있다. 이와 관련하여 충전 재료는 다양한 과제를 충족할 수 있는데, 예컨대 세라믹-금속 결합이 강화되거나 접착제의 열적 전도성이 증가할 수 있다. 이 경우 가능한 충전 재료로는 산화 알루미늄, 산화 규소, 질화 알루미늄, 산화 마그네슘 혹은 산화 지르코늄으로 구성되되, 동 혹은 황동과 세라믹을 결합시키기 위해서는 산화 마그네슘이나, 혹은 산화 알루미늄과 산화 규소로 이루어진 혼합물이 특히 적합하다.As the composite material, an adhesive or solder may be used. In the case of an adhesive, a high temperature adhesive such as an epoxy resin is particularly suitable. However, special ceramic adhesives mixed with inorganic filler materials can also be used. In this regard, the filler material can meet a variety of challenges, for example ceramic-metal bonds can be strengthened or the thermal conductivity of the adhesive can be increased. In this case, possible filling materials are composed of aluminum oxide, silicon oxide, aluminum nitride, magnesium oxide or zirconium oxide, and in order to bond copper or brass with ceramics, a mixture of magnesium oxide or aluminum oxide and silicon oxide is particularly suitable Do.

땜납의 경우는 발생하는 높은 온도를 고려하면 경질 땜납이 특히 적합하다. 이와 관련해서는 전술한 유리 세라믹이 특히 적합한데, 왜냐하면 이 유리 세라믹은 경질 납땜이 가능하며, 그에 따라 액상 땜납이 모세관 현상에 기초하여 부시(22)와 절연체 부재(18) 사이에 제공되는 전술한 중간 공간 내로 유입될 수 있기 때문이다.In the case of solder, hard solder is particularly suitable considering the high temperature that occurs. In this regard, the above-described glass ceramics are particularly suitable, because this glass ceramic is capable of being hard soldered, whereby the liquid solder is provided between the bush 22 and the insulator member 18 based on the capillary phenomenon, Because it can flow into the space.

다시 말해, 복합 재료를 이용함으로써, 인서트는 절연체 부재(18) 내부에서 충분히 견고하게 고정될 수 있으며, 인서트와 절연체 부재 사이에서 금속 인서트(20)가 가열되고, 그에 따라 팽창할 때에, 그 인서트(20)를 둘러싸는 환상의 절연체 부재(18)에 작용하는 힘은 상기한 복합 재료에 의해 흡수될 수 있다. 이런 실시예는 내부의 인장 부하에 의해 절연체 부재(18)의 바람직하게는 세라믹인 재료가 파괴될 가능성이 최소화된다는 장점을 갖는다. 그러므로, 본원의 수납 장치(52)의 높은 부하 능력뿐 아니라 오랜 수명이 보장된다. 그 외에도 레이저 가공 헤드(10)의 작동 시에 절연체 부재(18)가 파괴됨으로써 공작물(12) 혹은 레이저 가공 헤드(10)에서 야기될 수 있는 기타 손상도 회피된다.In other words, by using a composite material, the insert can be sufficiently rigidly secured within the insulator member 18, and when the metal insert 20 is heated between the insert and the insulator member and expands accordingly, The force acting on the annular insulator member 18 surrounding the insulator member 20 can be absorbed by the composite material described above. This embodiment has the advantage that the possibility that the material, which is preferably ceramic, of the insulator member 18 is destroyed by an internal tensile load is minimized. Therefore, not only the high load capacity of the storage device 52 of the present invention, but also a long life is guaranteed. Other damages that may be caused in the workpiece 12 or in the laser machining head 10 are also avoided by the destruction of the insulator member 18 during operation of the laser machining head 10.

도 1은 본 발명에 따른 레이저 가공 헤드의 노즐 영역을 부분 단면도를 포함하여 도시한 개략도이다.1 is a schematic view showing a nozzle region of a laser machining head according to the present invention including a partial sectional view.

도 2는 본 발명에 따른 레이저 가공 헤드의 노즐 부재용 수납 장치를 절결하여 도시한 개략적 단면도이다.Fig. 2 is a schematic cross-sectional view showing a cutting-off device for a nozzle member of a laser machining head according to the present invention.

Claims (12)

나사산(28)이 내부 벽면에 형성된 중앙 리세스부(26)를 가진 환상의 절연체 부재(18); An annular insulator member (18) having a central recess (26) in which a thread (28) is formed in an inner wall surface; 상기 중앙 리세스부(26)에 배치되고, 절연체 부재(18)의 재료와 다른 열 팽창 계수를 갖는 재료로 구성되고, 상기 나사산(28)과 결합될 수 있는 상대 나사산이 외벽면에 형성되고, 노즐 부재(38)를 수납하기 위한 인서트(20); 및 A counterpart thread disposed on the central recess portion 26 and made of a material having a thermal expansion coefficient different from that of the material of the insulator member 18 and capable of engaging with the thread 28 is formed on the outer wall surface, An insert 20 for receiving the nozzle member 38; And 상기 인서트(20)의 반경 방향 팽창과 상기 절연체 부재의 반경 방향 팽창의 차이를 보상하기 위해 상기 절연체 부재(18)의 내부 벽면과 상기 인서트(20)의 외부 벽면 사이에 마련되는 복합 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 수납 장치.And a composite material provided between the inner wall surface of the insulator member (18) and the outer wall surface of the insert (20) to compensate for the difference between the radial expansion of the insert (20) and the radial expansion of the insulator member Wherein the storage device is a storage device. 제1항에 있어서, 상기 복합 재료는 고온 접착제인 것을 특징으로 하는 수납 장치.The storage device according to claim 1, wherein the composite material is a high-temperature adhesive. 제2항에 있어서, 상기 고온 접착제는 에폭시 수지 혹은 세라믹 접착제인 것을 특징으로 하는 수납 장치.The storage device according to claim 2, wherein the high temperature adhesive is an epoxy resin or a ceramic adhesive. 제2항에 있어서, 상기 고온 접착제는 산화 알루미늄, 산화 규소 혹은 산화 마그네슘으로 이루어진 무기질 충전재를 함유하는 것을 특징으로 하는 수납 장치.The storage device according to claim 2, wherein the high temperature adhesive contains an inorganic filler composed of aluminum oxide, silicon oxide or magnesium oxide. 제1항에 있어서, 상기 복합 재료는 경질 땜납인 것을 특징으로 하는 수납 장치.The accommodating apparatus according to claim 1, wherein the composite material is a hard solder. 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 절연체 부재(18)는 세라믹으로 제조되는 것을 특징으로 하는 수납 장치.The storage device according to claim 1, wherein the insulator member (18) is made of ceramic. 제5항에 있어서, 상기 절연체 부재(18)는 절삭 가공이 가능한 유리 세라믹으로 제조되는 것을 특징으로 하는 수납 장치.6. The accommodating apparatus according to claim 5, wherein the insulator member (18) is made of glass ceramic capable of being cut. 제1항에 있어서, 상기 인서트(20)는 금속 혹은 금속 합금으로 제조되는 것을 특징으로 하는 수납 장치.The storage device according to claim 1, wherein the insert (20) is made of a metal or a metal alloy. 제9항에 있어서, 상기 인서트(20)는 동 또는 청동 또는 황동으로 제조되는 것을 특징으로 하는 수납 장치.10. A storage device according to claim 9, characterized in that the insert (20) is made of copper, bronze or brass. 제1항에 있어서, 상기 절연체 부재(18)는 인서트(20)의 반대 방향으로 향해 있는 자체 축방향 단부에 외부 방향을 향해 반경 방향으로 연장되는 플랜지(54)를 포함하고, 7. The insert of claim 1, wherein the insulator member (18) includes a flange (54) radially extending in an outward direction at a self-axial end of the insert (20) 상기 수납 장치는 상기 플랜지(54)를 통해 유니언 너트(16)를 이용하여 레이저 가공 헤드(10)의 하우징(14)에 탈착 가능하게 고정될 수 있는 것을 특징으로 하는 수납 장치.Wherein the accommodating device can be detachably fixed to the housing (14) of the laser processing head (10) by means of a union nut (16) through the flange (54). 가공 레이저 빔 통로를 안내하는 하우징(14)을 포함하는 레이저 가공 헤드에 있어서,A laser machining head comprising a housing (14) for guiding a machining laser beam path, 상기 가공 레이저 빔 통로는 노즐(38)을 통해 가공 대상물 측으로 유출되고,The machining laser beam passage flows out to the object side through the nozzle 38, 상기 노즐(38)은 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항 또는 제7항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 수납 장치를 이용하여 하우징(14)에 탈착 가능하게 고정되는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 헤드.Characterized in that the nozzle (38) is detachably secured to the housing (14) by means of a storage device according to any one of claims 1 to 5 or 7 to 11 Laser machining heads.
KR1020070074146A 2006-07-28 2007-07-24 Receiving device, especially for a nozzle element of a laser processing head KR101465200B1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNU200620124495XU CN201015819Y (en) 2006-07-28 2006-07-28 Accommodating device and laser processing head
CN200620124495.X 2006-07-28

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20080011069A KR20080011069A (en) 2008-01-31
KR101465200B1 true KR101465200B1 (en) 2014-11-26

Family

ID=39056297

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070074146A KR101465200B1 (en) 2006-07-28 2007-07-24 Receiving device, especially for a nozzle element of a laser processing head

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR101465200B1 (en)
CN (1) CN201015819Y (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220152716A1 (en) * 2020-11-19 2022-05-19 Ting-Jui Wang Soldering component and method of assembling soldering component to object

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104475986B (en) * 2014-10-31 2016-06-01 无锡阳工机械制造有限公司 A kind of laser metal cutting machine cut a nozzle
KR102054212B1 (en) * 2019-08-08 2020-01-22 하명세 Method of manufacturing aluminum nozzle of hydrogen fuel storage tank and aluminum nozzle using the same
KR102174711B1 (en) * 2019-10-01 2020-11-05 임봉환 Nozzle of laser machining apparatus with excellent air tightness

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5128508A (en) * 1990-04-14 1992-07-07 Trumpf Gmbh & Company Nozzle for laser cutting head
JPH06114638A (en) * 1990-11-07 1994-04-26 Weidmueller Interface Gmbh & Co Nozzle for material working tool
JPH106061A (en) * 1996-06-18 1998-01-13 Amada Co Ltd Laser beam machining head provided with electrostatic capacity sensor head
US6025571A (en) * 1998-07-15 2000-02-15 American Torch Tip Company Nozzle assembly for laser cutting head

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5128508A (en) * 1990-04-14 1992-07-07 Trumpf Gmbh & Company Nozzle for laser cutting head
JPH06114638A (en) * 1990-11-07 1994-04-26 Weidmueller Interface Gmbh & Co Nozzle for material working tool
JPH106061A (en) * 1996-06-18 1998-01-13 Amada Co Ltd Laser beam machining head provided with electrostatic capacity sensor head
US6025571A (en) * 1998-07-15 2000-02-15 American Torch Tip Company Nozzle assembly for laser cutting head

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220152716A1 (en) * 2020-11-19 2022-05-19 Ting-Jui Wang Soldering component and method of assembling soldering component to object

Also Published As

Publication number Publication date
CN201015819Y (en) 2008-02-06
KR20080011069A (en) 2008-01-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101465200B1 (en) Receiving device, especially for a nozzle element of a laser processing head
US5128508A (en) Nozzle for laser cutting head
CN103124613A (en) Laser machining head
JP2000167672A (en) Water injection nozzle assembly with insulated front end
US6025571A (en) Nozzle assembly for laser cutting head
KR102036815B1 (en) Electrode for plasma cutting torches and use of same
US5500504A (en) Nozzle for a tool for the working of material
CN111132789A (en) Replaceable wear part for an arc welding torch, holder for a replaceable wear part, and arc welding torch with such a corresponding wear part and holder
CN114505508B (en) Internal cooling ultrasonic knife handle
KR20090099128A (en) Contact-tip to increase deposition efficiency
US5998760A (en) Torch for shielded arc welding
CN113825583A (en) Sonotrode for treating liquid metal and method for treating liquid metal
SE513293C2 (en) Mounting device at contact transition
CZ296337B6 (en) Device with plasma torch
RU2750597C2 (en) Tig welding torch
RU1838897C (en) Heating element
KR101031419B1 (en) Multi-function adapter for arc welding machine and apparatus to combine torch with the multi-function adapter
JPH09246092A (en) Electric capacitor
JPH0353803Y2 (en)
EP0913075B1 (en) Rectifier set for high voltage device
FR2466662A1 (en) Insulating panel bolted joint for switchgear - uses flanged bush inside hole through panel to house spring washers on bolt
JP2018200857A (en) Nozzle for air plasma gouging
JP5688910B2 (en) Welding tips
JP3110747U (en) Arc welding torch
WO1998034441A1 (en) Plasma torch

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171115

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181113

Year of fee payment: 5