KR20230118759A - Nozzle for laser processing - Google Patents
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Abstract
본 발명은 레이저빔 및 어시스트 가스를 보호하는 쉴드 가스의 직진성을 높여 어시스트 가스를 매질로 진행하는 레이저빔의 안정된 직진 거리를 보장하여 피가공물을 효율적으로 가공할 수 있는 레이저 가공용 노즐을 제공함에 있다. 이를 위한 본 발명은 가공헤드에 연결되며, 레이저빔의 조사방향을 따라 제1유로가 관통 형성되는 제1노즐; 및 제1노즐을 감싸도록 배치되며, 제1노즐의 외측면과의 사이에 쉴드 가스를 안내하기 위한 제2유로가 형성되는 제2노즐을 포함한다. 이때, 제1유로 및 제2유로의 출구는 각각 레이저빔의 조사방향을 따라 동일한 위치에 배치되고, 제2유로는 출구에서 레이저빔의 조사방향과 평행하게 연장되며, 제1노즐의 중심방향으로 안내되는 쉴드 가스가 레이저빔의 조사방향과 평행한 상태로 분사되도록 안내하는 수직유로부를 포함한다.The present invention provides a nozzle for laser processing capable of efficiently processing a workpiece by increasing the straightness of a shield gas that protects a laser beam and an assist gas to ensure a stable straight distance of a laser beam that propagates the assist gas into a medium. The present invention for this purpose is connected to the processing head, the first nozzle through which the first flow path is formed along the irradiation direction of the laser beam; and a second nozzle disposed to surround the first nozzle and having a second passage formed between an outer surface of the first nozzle and a second passage for guiding shield gas. At this time, the exits of the first flow passage and the second flow passage are disposed at the same position along the irradiation direction of the laser beam, and the second flow passage extends parallel to the irradiation direction of the laser beam from the exit and extends toward the center of the first nozzle. It includes a vertical flow passage for guiding the guided shield gas to be sprayed parallel to the irradiation direction of the laser beam.
Description
본 발명은 레이저 가공용 노즐에 관한 것으로, 상세하게는 수중에서 조사되는 레이저빔의 전달 거리 및 직진성을 높여 효율적인 피가공물 가공이 가능하도록 하는 레이저 가공용 노즐에 관한 것이다.The present invention relates to a nozzle for laser processing, and more particularly, to a nozzle for laser processing that enables efficient processing of a workpiece by increasing the transmission distance and straightness of a laser beam irradiated underwater.
레이저 가공장치는 레이저 발진기로부터 발진되어 집광된 레이저빔을 가공헤드의 하단부에 설치된 노즐을 통해 피가공물을 향해 조사하여 피가공물을 가공한다.A laser processing device processes a workpiece by radiating a laser beam oscillated from a laser oscillator and condensed toward a workpiece through a nozzle installed at a lower end of a processing head.
한편, 어시스트 가스는 레이저빔의 조사와 함께 노즐로부터 피가공물을 향해 분사된다. 어시스트 가스는 피가공물의 가공 품질 및 가공 성능을 높여주는 중요한 역할을 한다.On the other hand, the assist gas is ejected from the nozzle toward the workpiece along with irradiation of the laser beam. The assist gas plays an important role in improving the processing quality and processing performance of the workpiece.
뿐만 아니라, 가공 품질은 다양한 절단 변수에 의해 영향을 받게 되는데, 가공 변수 중의 가공 품질에 영향을 미치는 레이저 가공장치의 구성요소는 가공헤드의 하단부에 설치된 노즐이다.In addition, the processing quality is affected by various cutting variables, and the component of the laser processing apparatus that affects the processing quality among the processing variables is the nozzle installed at the lower end of the processing head.
일 예로, 피가공물로서 스테인리스 스틸이나 알루미늄을 절단하는 방법은 어시스트 가스로 질소를 이용하고 있다. 종래에는 질소를 이용한 어시스트 가스가 고압으로 분사되도록 노즐 내의 유로 지름에 대한 검토는 이루어지고 있지만, 노즐의 유로 형상에 대한 검토는 특별히 고려되고 있지 않았다.For example, a method of cutting stainless steel or aluminum as a workpiece uses nitrogen as an assist gas. Conventionally, examination of the flow path diameter in the nozzle has been conducted so that the assist gas using nitrogen is injected at high pressure, but examination of the flow path shape of the nozzle has not been particularly considered.
한편, 레이저 가공장치가 수중에서 동작되는 경우, 어시스트 가스가 밀도 차에 의해 상승되므로 어시스트 가스를 매질로 하는 레이저빔의 직진 거리가 감소되는 문제가 발생된다. 이를 위해 어시스트 가스의 주변부에 쉴드 가스를 함께 분사해 주면서 어시스트 가스를 주변 유체(물)로부터 보호하는 방식을 취한다.On the other hand, when the laser processing apparatus is operated in water, since the assist gas is raised by the difference in density, a problem occurs in that the straight line distance of the laser beam using the assist gas as a medium is reduced. To this end, a method of protecting the assist gas from surrounding fluid (water) is taken while spraying the shield gas to the periphery of the assist gas together.
하지만, 이러한 쉴드 가스 역시 어시스트 가스와 마찬가지 고압으로 분사되도록 노즐 내의 유로 지름에 대한 검토만이 이루어지고, 노즐의 유로 형상에 대한 검토는 특별히 고려되고 있지 않았다. 따라서, 쉴드 가스 및 어시스트 가스의 경계부에서 발생되는 상호 간섭으로 인하여 주변 유체에 대한 어시스트 가스의 보호가 충분히 이루어지지 못하는 문제가 있었다.However, only the diameter of the passage in the nozzle is studied so that the shield gas is also injected at the same high pressure as the assist gas, and the examination of the passage shape of the nozzle is not particularly considered. Therefore, there is a problem in that the assist gas is not sufficiently protected from the surrounding fluid due to mutual interference generated at the boundary between the shield gas and the assist gas.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 과제는 레이저빔 및 어시스트 가스를 보호하는 쉴드 가스의 직진성을 높여 어시스트 가스를 매질로 진행하는 레이저빔의 안정된 직진 거리를 보장하여 피가공물을 효율적으로 가공할 수 있는 레이저 가공용 노즐을 제공함에 있다.An object of the present invention for solving the above problems is to increase the linearity of the shield gas that protects the laser beam and the assist gas to guarantee a stable straight distance of the laser beam that propagates the assist gas to the medium so that the workpiece can be efficiently processed. It is to provide a nozzle for laser processing.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problem to be solved by the present invention is not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below. .
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 레이저 가공용 노즐은 가공헤드에 연결되며, 레이저빔의 조사방향을 따라 제1유로가 관통 형성되는 제1노즐; 및 상기 제1노즐을 감싸도록 배치되며, 상기 제1노즐의 외측면과의 사이에 쉴드 가스를 안내하기 위한 제2유로가 형성되는 제2노즐을 포함한다.A nozzle for laser processing according to an embodiment of the present invention for solving the above problems is connected to the processing head, the first nozzle through which the first flow path is formed along the irradiation direction of the laser beam; and a second nozzle disposed to surround the first nozzle and having a second passage formed between an outer surface of the first nozzle and a second passage for guiding shield gas.
이때, 상기 제1유로 및 상기 제2유로의 출구는 각각 레이저빔의 조사방향을 따라 동일한 위치에 배치될 수 있다.At this time, the outlets of the first flow path and the second flow path may be disposed at the same location along the irradiation direction of the laser beam.
또한, 상기 제2유로는 출구에서 레이저빔의 조사방향과 평행하게 연장되며, 상기 제1노즐의 중심방향으로 안내되는 상기 쉴드 가스가 레이저빔의 조사방향과 평행한 상태로 분사되도록 안내하는 수직유로부를 포함할 수 있다.In addition, the second flow path extends parallel to the irradiation direction of the laser beam from the outlet, and is a vertical flow path for guiding the shield gas guided toward the center of the first nozzle to be sprayed in a state parallel to the irradiation direction of the laser beam. wealth may be included.
또한, 상기 제2유로는 상기 수직유로부의 상류에 배치되며, 상기 쉴드 가스가 상기 제1노즐의 중심방향을 향해 수평한 상태로 안내되도록 하는 수평유로부를 더 포함할 수 있다.The second flow path may further include a horizontal flow path disposed upstream of the vertical flow path and guiding the shield gas toward the center of the first nozzle in a horizontal state.
또한, 상기 수직유로부를 형성하는 상기 제1노즐의 단부는 레이저빔의 조사방향과 평행한 외측면을 가질 수 있다.In addition, an end of the first nozzle forming the vertical passage part may have an outer surface parallel to the irradiation direction of the laser beam.
또한, 상기 가공헤드와 상기 제1노즐을 연결하는 경통부를 감싸도록 상기 제2노즐에서 연장되며, 상기 경통부의 외측면과의 사이에 상기 제2유로와 연통되는 제2유로 연장부가 형성되는 제2노즐 연장부를 더 포함할 수 있다.In addition, a second passage extending from the second nozzle to surround the barrel connecting the processing head and the first nozzle and communicating with the second passage is formed between the outer surface of the barrel and a second passage extending. A nozzle extension may be further included.
또한, 상기 제2노즐 연장부에는 상기 제2유로의 입구가 구비될 수 있고, 이 경우 상기 제2유로의 입구는 레이저빔의 조사방향을 따라 상기 제2유로의 출구로부터 이격된 위치에 배치되도록, 상기 경통부의 길이방향의 중심부를 교차하는 수평선을 기준으로 상기 가공헤드에 인접한 상부 영역에 배치될 수 있다.In addition, an inlet of the second passage may be provided in the second nozzle extension, and in this case, the inlet of the second passage is disposed at a position spaced apart from the outlet of the second passage along the irradiation direction of the laser beam. , It may be disposed in an upper region adjacent to the processing head based on a horizontal line intersecting the central part in the longitudinal direction of the barrel part.
또한, 상기 제2노즐 연장부는 상단부가 상기 가공헤드 또는 상기 경통부에 결합된 장착대의 적어도 일부를 감싸도록 결합될 수 있다. 이때, 상기 제2노즐 연장부에는 상기 제2유로의 입구가 구비될 수 있고, 이 경우 상기 제2유로의 입구는 레이저빔의 조사방향을 따라 상기 제2유로의 출구로부터 최대로 이격된 위치에 배치되도록, 레이저빔의 조사방향을 따라 상기 장착대의 하단부와 동일한 위치에 배치될 수 있다.In addition, the second nozzle extension part may be coupled such that an upper end thereof surrounds at least a portion of a mounting table coupled to the processing head or the barrel part. At this time, the second nozzle extension may have an inlet of the second passage, and in this case, the inlet of the second passage is located at a position maximally spaced from the outlet of the second passage along the irradiation direction of the laser beam. To be disposed, it may be disposed at the same position as the lower end of the mount along the irradiation direction of the laser beam.
또한, 상기 장착대 및 상기 제2노즐 연장부 사이에 배치되는 제1기밀부재와, 상기 장착대 및 상기 경통부 사이에 배치되는 제2기밀부재를 더 포함할 수도 있다.In addition, a first airtight member disposed between the mounting table and the second nozzle extension part, and a second airtight member disposed between the mounting table and the barrel part may be further included.
또한, 상기 제2노즐과 상기 제2노즐 연장부는 단일 몸체로 이루어진 것일 수 있다.In addition, the second nozzle and the second nozzle extension may be made of a single body.
또한, 상기 제2노즐은 수심에 따라 상기 제2유로에 공급되는 상기 쉴드 가스의 공급압력이 조절될 수 있도록 수심을 측정하는 수압센서를 더 포함할 수도 있다.In addition, the second nozzle may further include a water pressure sensor for measuring the water depth so that the supply pressure of the shield gas supplied to the second passage can be adjusted according to the water depth.
본 발명에 따르면, 쉴드 가스를 분사하는 유로를 개선하여, 분사되는 쉴드 가스의 직진성을 높여 어시스트 가스를 매질로 진행하는 레이저빔의 안정된 직진 거리를 보장하고, 이로부터 피가공물을 효율적으로 가공할 수 있다.According to the present invention, by improving the flow path for spraying the shield gas, the straightness of the sprayed shield gas is increased to guarantee a stable straight distance of the laser beam that propagates the assist gas to the medium, and from this, it is possible to efficiently process the workpiece. there is.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The effects of the present invention are not limited to the above effects, and should be understood to include all effects that can be inferred from the detailed description of the present invention or the configuration of the invention described in the claims.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 레이저 가공용 노즐을 나타낸 단면 예시도이다.
도 2는 도 1의 A부분의 확대 예시도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 쉴드 가스의 분사 상태를 설명하기 위한 예시도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 제2노즐 연장부의 구성을 설명하기 위한 단면 예시도이다.1 is an exemplary cross-sectional view showing a nozzle for laser processing according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged exemplary view of part A of FIG. 1 .
3 is an exemplary diagram for explaining a state of dispensing a shield gas according to an embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view for explaining the configuration of a second nozzle extension according to an embodiment of the present invention.
이하 상술한 해결하고자 하는 과제가 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예들이 첨부된 도면을 참조하여 설명된다. 본 실시예들을 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용될 수 있으며 이에 따른 부가적인 설명은 생략될 수 있다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention in which the above-described problem to be solved can be realized in detail will be described with reference to the accompanying drawings. In describing the present embodiments, the same name and the same reference numeral may be used for the same configuration, and additional description accordingly may be omitted.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 레이저 가공용 노즐을 나타낸 단면 예시도이고, 도 2는 도 1의 A부분의 확대 예시도이며, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 쉴드 가스의 분사 상태를 설명하기 위한 예시도이다.1 is a cross-sectional view showing a nozzle for laser processing according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an enlarged example view of part A of FIG. 1, and FIG. 3 shows a spraying state of a shield gas according to an embodiment of the present invention. It is an example diagram for explanation.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 레이저 가공용 노즐은 제1노즐(100) 및 제2노즐(200)을 포함한다.1 to 3, the nozzle for laser processing according to this embodiment includes a
제1노즐(100)은 가공헤드(10)에 연결되며 레이저빔(L)의 조사방향(D1)을 따라 관통 형성되는 제1유로(110)를 가질 수 있다.The
제1유로(110)는 피가공물을 향해 가공헤드(10)에서 전달 받은 레이저빔(L)을 조사하는 것과 동시에 어시스트 가스(AG)를 분사할 수 있다.The
여기서, 가공헤드(10)와 제1노즐(100)의 사이에는 경통부(15)가 배치될 수 있다. 경통부(15)는 레이저빔(L)의 조사방향(D1)으로 길게 연장 형성되며, 가공헤드(10)에서 전달 받은 레이저빔(L) 및 어시스트 가스(AG)를 제1노즐(100)의 제1유로(110) 측으로 안내할 수 있다.Here, the
수중에서 절삭 가공 작업을 진행하는 경우 레이저빔(L)이 수중에 노출되어 물에 흡수되면서 출력이 저하될 수 있다. 이에 따라, 어시스트 가스(AG)를 매질로 하여 레이저빔(L)을 진행시키면 레이저빔(L)의 안정적인 진행이 보장될 수 있고 출력 저하가 예방될 수 있다. 어시스트 가스(AG)로는 질소 가스가 사용될 수 있다.When the cutting operation is performed underwater, the laser beam L may be exposed to water and absorbed by the water, resulting in a decrease in output. Accordingly, when the laser beam L is advanced using the assist gas AG as a medium, stable progression of the laser beam L can be ensured and output degradation can be prevented. Nitrogen gas may be used as the assist gas AG.
제2노즐(200)은 제1노즐(100)을 감싸도록 배치되며, 제1노즐(100)의 외측면과의 사이에 제2유로(210)를 형성할 수 있다.The
제2유로(210)는 피가공물을 향해 외부에서 공급되는 쉴드 가스(SG)를 분사할 수 있으며, 제2유로(210)를 통과한 쉴드 가스(SG)는 제1유로(110)를 통과한 어시스트 가스(AG)를 감싸면서 어시스트 가스(AG)와 함께 피가공물을 향해 진행될 수 있다.The
쉴드 가스(SG)는 어시스트 가스(AG)의 주변을 감싸면서 어시스트 가스(AG)와 함께 레이저빔(L)의 조사방향(D1)으로 진행됨에 따라, 어시스트 가스(AG)가 주변 유체(물)에 노출되는 것을 억제하고 어시스트 가스(AG)가 밀도 차이에 의해 피가공물의 가공면까지 도달하지 못하고 상승되거나 어시스트 가스(AG)의 속도가 저하되는 문제를 예방할 수 있다. 이에 따라, 제1노즐(100)에서 분사되는 어시스트 가스(AG)가 피가공물을 향해 직진될 수 있는 거리가 증가되고, 그러면, 어시스트 가스(AG)를 매질로 하는 레이저빔(L)의 직진 거리도 증가될 수 있다. 쉴드 가스(SG)로는 압축공기가 사용될 수 있다.As the shield gas (SG) wraps around the assist gas (AG) and proceeds along with the assist gas (AG) in the irradiation direction (D1) of the laser beam (L), the assist gas (AG) moves to the surrounding fluid (water). It is possible to suppress exposure to and prevent the assist gas AG from rising without reaching the processing surface of the workpiece due to the difference in density or the speed of the assist gas AG being reduced. Accordingly, the distance at which the assist gas AG sprayed from the
한편, 본 실시예에 따른 제1유로(110)의 출구(111) 및 제2유로(210)의 출구(211)는 레이저빔(L)의 조사방향(D1)을 따라 서로 동일한 위치에 배치된다.Meanwhile, the
이때, 본 실시예에 따른 제2유로(210)는 수직유로부(212)를 포함할 수 있다.At this time, the
수직유로부(212)는 제2유로(210)의 출구(211)에서 레이저빔(L)의 조사방향(D1)과 평행하게 연장될 수 있다.The
수직유로부(212)는 제2유로(210)의 상류에서 제1노즐(100)의 중심방향으로 안내되는 쉴드 가스(SG)의 흐름을 전환시켜 출구(211)를 통하여 레이저빔(L)의 조사방향(D1)과 평행한 상태로 쉴드 가스(SG)가 분사되도록 할 수 있다.The
이러한 수직유로부(212)는 제1노즐(100)의 수직한 외측면 일부 및 제2노즐(200)의 수직한 내측면 일부에 의해 형성될 수 있고, 레이저빔(L)의 조사방향(D1)을 따라 일정한 유로단면적을 가질 수 있다.The
수직유로부(212)를 통하여 레이저빔(L)의 조사방향(D1)과 평행하게 쉴드 가스(SG)를 분사하게 되면, 쉴드 가스(SG)의 직진 거리가 증가될 수 있고, 이에 따라, 어시스트 가스(AG)를 보호할 수 있는 거리가 증가되고 어시스트 가스(AG)의 밀도 차이를 줄일 수 있다. 그러면, 어시스트 가스(AG)를 매질로 하여 진행하는 레이저빔(L)의 직진 거리도 증가될 수 있다.When the shield gas SG is sprayed parallel to the irradiation direction D1 of the laser beam L through the
또한, 본 실시예에 따른 제2유로(210)는 수평유로부(213)를 더 포함할 수 있다.In addition, the
수평유로부(213)는 수직유로부(212)의 상류에 배치될 수 있고, 제2유로(210)의 상류에서 수직유로부(212) 측으로 안내되는 쉴드 가스(SG)의 흐름을 전환시켜 제1노즐(100)의 중심방향을 향해 수평한 상태로 안내되도록 할 수 있다.The
이러한 수평유로부(213)는 제1노즐(100)의 수평한 외측면 일부 및 제2노즐(200)의 수평한 내측면 일부에 의해 형성될 수 있다.The
결과적으로, 제2유로(210) 내의 쉴드 가스(SG)는 제1노즐(100)의 수평 상태에서 수직 상태로 절곡 형성된 외측면 일부 및 제2노즐(200)의 수평 상태에서 수직 상태로 절곡 형성된 내측면 일부에 의해 형성된 수평유로부(213) 및 수직유로부(212)를 순차적으로 거친 다음 출구(211)를 통하여 분사된다.As a result, the shield gas SG in the
한편, 수직유로부(212)를 형성하는 제1노즐(100)의 단부(130)는 앞서 설명한 바와 같이, 레이저빔(L)의 조사방향(D1)과 평행한 외측면을 가질 수 있다.Meanwhile, as described above, the
도시된 바와 달리, 만일 제1노즐(100)의 단부(130)를 상광하협 형태로 구성하여 외측면을 경사지게 형성하면, 쉴드 가스(SG)가 제1노즐(100)의 단부(130)의 경사진 외측면을 따라 어시스트 가스(AG) 측으로 진입하게 되어 어시스트 가스(AG)의 진행에 간섭을 발생할 수 있다. 그러면, 어시스트 가스(AG)를 보호할 수 있는 거리가 축소될 뿐만 아니라 어시스트 가스(AG)의 밀도 차이가 높아져 어시스트 가스(AG)를 매질로 하여 진행하는 레이저빔(L)의 직진 거리도 감소하게 된다. 따라서, 제1노즐(100)의 단부(130)의 외측면을 레이저빔(L)의 조사방향(D1)과 평행하게 형성함으로써, 레이저빔(L)의 직진 거리가 효과적으로 증가될 수 있다.Unlike the drawing, if the
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 제2노즐 연장부의 구성을 설명하기 위한 단면 예시도이다.4 is a cross-sectional view for explaining the configuration of a second nozzle extension according to an embodiment of the present invention.
도 4를 추가 참조하면, 본 실시예에 따른 레이저 가공용 노즐은 제2노즐 연장부(300)를 더 포함할 수 있다.Referring further to FIG. 4 , the nozzle for laser processing according to the present embodiment may further include a
제2노즐 연장부(300)는 제2노즐(200)에서 연장 형성될 수 있고, 가공헤드(10)와 제1노즐(100)을 연결하는 경통부(15)를 감싸도록 배치될 수 있다. 이러한 제2노즐 연장부(300)는 경통부(15)의 외측면과의 사이에 제2유로 연장부(310)를 형성할 수 있고, 제2유로 연장부(310)는 제2유로(210)와 연통될 수 있다.The second
이때, 실시예에 따른 제2노즐 연장부(300)는 제2노즐(200)과 단일 몸체로 이루어질 수 있다. 물론 제2노즐 연장부(300)와 제2노즐(200)은 개별적으로 구성되어 별도의 체결부에 의해 결합될 수도 있다.At this time, the
그리고, 실시예에 따른 제2노즐 연장부(300)는 상단부가 가공헤드(10) 또는 경통부(15)에 결합된 장착대(16)의 적어도 일부를 감싸도록 결합될 수 있다.Also, the second
본 실시예에 따른 장착대(16)는 본체부(16a) 및 플랜지부(16b)를 포함할 수 있다. 본체부(16a)는 장착대(16)의 하단부를 형성하며 레이저빔(L)의 조사방향(D1)으로 연장되어 경통부(15)를 감싸도록 배치될 수 있다. 플랜지부(16b)는 장착대(16)의 상단부를 형성하며 본체부(16a)의 상단부에서 외측방향으로 연장되고 상면이 가공헤드(10)에 결합될 수 있다. 이때, 제2노즐 연장부(300)는 상단부가 장착대(16)의 본체부(16a)를 감싸도록 배치될 수 있다.Mounting table 16 according to this embodiment may include a
이처럼 장착대(16)에 제2노즐 연장부(300)를 결합하여 구성할 경우, 본 실시예에 따른 레이저 가공용 노즐은 제1기밀부재(410) 및 제2기밀부재(420)를 더 포함할 수 있다.When configured by combining the second
제1기밀부재(410)는 장착대(16) 및 제2노즐 연장부(300) 사이에 배치되어 외부 유체(물)가 장착대(16) 및 제2노즐 연장부(300) 사이 틈새를 통하여 제2유로(210) 측으로 유입되는 것을 차단할 수 있다.The first
제2기밀부재(420)는 장착대(16) 및 경통부(15) 사이에 배치되어 외부 유체가 장착대(16) 및 경통부(15) 사이 틈새를 통하여 제2유로(210) 측으로 유입되는 것을 차단할 수 있다.The second
제1기밀부재(410) 및 제2기밀부재(420)로는 오링이 사용될 수 있다.O-rings may be used as the first
한편, 제2노즐 연장부(300)에는 제2유로(210)의 입구(311)가 구비될 수 있다.Meanwhile, the
제2유로(210)의 입구(311)는 원주방향을 따라 균등한 간격으로 이격되어 복수개가 구비될 수 있다. 그러면, 외부에서 가압되어 입구(311)를 통과하는 쉴드 가스(SG)는 제2유로(210)의 원주방향을 따라 빠른 시간에 균일한 압력으로 채워질 수 있다.A plurality of
그리고, 일 예로, 제2유로(210)의 입구(311)는 레이저빔(L)의 조사방향(D1)을 따라 제2유로(210)의 출구(211)로부터 이격된 위치에 배치되도록 경통부(15)의 길이방향(레이저빔의 조사방향)의 중심부를 교차하는 수평선(HL)을 기준으로 가공헤드(10)에 인접한 상부 영역에 배치될 수 있다.And, as an example, the
만일, 도시된 바와 달리, 제2유로(210)의 입구(311)가 제2유로(210)의 출구(211)에 상대적으로 인접한 위치에 배치되면, 입구(311)를 통과하는 쉴드 가스(SG)는 제2유로(210)에서 충분한 압력 평형을 유지하지 못한 상태에서 제2유로(210)의 출구(211)로 분사되는데, 그러면, 피가공물을 향하는 쉴드 가스(SG)의 직진 거리 및 직진성이 저하되어 앞서 설명한 어시스트 가스(AG)의 보호 효과가 저하된다.Unlike the drawing, if the
따라서, 제2유로(210)의 입구(311)가 제2유로(210)의 출구(211)로부터 상대적으로 이격된 위치에 배치되도록 경통부(15)의 길이방향의 중심부를 교차하는 수평선(HL)을 기준으로 가공헤드(10)에 인접한 상부 영역에 배치함으로써, 입구(311)를 통과하는 쉴드 가스(SG)는 제2유로(210)에 빠른 시간에 채워져 압력 평형을 유지하게 되고, 이후 수직유로부(212) 및 출구(211)를 거쳐 설정된 균일한 압력으로 분사될 수 있다. 그러면, 피가공물을 향하는 쉴드 가스(SG)의 직진 거리 및 직진성이 증가될 수 있다.Accordingly, the horizontal line HL crossing the central part in the longitudinal direction of the
또한, 다른 예로, 도시된 바와 같이 제2유로(210)의 입구(311)는 레이저빔(L)의 조사방향(D1)을 따라 제2유로(210)의 출구(211)로부터 최대로 이격된 위치에 배치되도록 레이저빔(L)의 조사방향(D1)을 따라 장착대(16)의 본체부(16a) 하단과 동일한 위치에 배치될 수 있다.In addition, as another example, as shown, the
이처럼 레이저빔(L)의 조사방향(D1)을 따라 제2유로(210)의 출구(211)로부터 최대로 이격된 위치에 제2유로(210)의 입구(311)를 배치함으로써, 입구(311)를 통과하는 쉴드 가스(SG)는 출구(211)의 반대방향으로 분산됨이 없이 제2유로(210)에 채워져 압력 평형을 빠른 시간에 유지하게 되고, 이후 수직유로부(212) 및 출구(211)를 거쳐 설정된 균일한 압력으로 신속하게 분사될 수 있다.In this way, by disposing the
한편, 본 실시예에 따른 레이저 가공용 노즐은 수압센서를 더 포함할 수도 있다.Meanwhile, the nozzle for laser processing according to the present embodiment may further include a water pressure sensor.
수압센서는 제2노즐(200)에 설치될 수 있고, 수심을 측정하여 수심에 따라 제2유로(210)에 공급되는 쉴드 가스(SG)의 공급압력이 조절되도록 할 수 있다. 따라서, 수중 레이저 가공이 이루어지는 피가공물의 수심에 따라 쉴드 가스(SG)의 분사 압력을 적절히 조절해줌으로써, 앞서 설명한 쉴드 가스(SG)의 기능이 더욱 효과적으로 발현될 수 있다.The water pressure sensor may be installed in the
상술한 바와 같이 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면, 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변경시킬 수 있다.As described above, the preferred embodiments of the present invention have been described with reference to the drawings, but those skilled in the art can make various modifications to the present invention within the scope not departing from the spirit and scope of the present invention described in the claims below. may be modified or changed.
100: 제1노즐
110: 제1유로
111: 제1노즐 출구
200: 제2노즐
210: 제2유로
211: 제2노즐 출구
212: 수직유로부100: first nozzle
110: 1st euro
111: first nozzle exit
200: second nozzle
210: second euro
211: second nozzle exit
212: vertical passage part
Claims (9)
상기 제1노즐을 감싸도록 배치되며, 상기 제1노즐의 외측면과의 사이에 쉴드 가스를 안내하기 위한 제2유로가 형성되는 제2노즐을 포함하고,
상기 제1유로 및 상기 제2유로의 출구는 각각 레이저빔의 조사방향을 따라 동일한 위치에 배치되며,
상기 제2유로는 출구에서 레이저빔의 조사방향과 평행하게 연장되며, 상기 제1노즐의 중심방향으로 안내되는 상기 쉴드 가스가 레이저빔의 조사방향과 평행한 상태로 분사되도록 안내하는 수직유로부를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공용 노즐.A first nozzle connected to the processing head and through which a first passage is formed along the irradiation direction of the laser beam; and
A second nozzle disposed to surround the first nozzle and having a second flow path formed between an outer surface of the first nozzle and a second flow path for guiding shield gas;
The outlets of the first passage and the second passage are disposed at the same position along the irradiation direction of the laser beam,
The second passage extends parallel to the irradiation direction of the laser beam from the outlet and includes a vertical passage portion for guiding the shield gas guided toward the center of the first nozzle to be sprayed in a state parallel to the irradiation direction of the laser beam. A nozzle for laser processing, characterized in that for doing.
상기 제2유로는 상기 수직유로부의 상류에 배치되며, 상기 쉴드 가스가 상기 제1노즐의 중심방향을 향해 수평한 상태로 안내되도록 하는 수평유로부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공용 노즐.According to claim 1,
The second passage is disposed upstream of the vertical passage and further comprises a horizontal passage for guiding the shield gas toward the center of the first nozzle in a horizontal state.
상기 수직유로부를 형성하는 상기 제1노즐의 단부는 레이저빔의 조사방향과 평행한 외측면을 가지는 것을 특징으로 하는 레이저 가공용 노즐.According to claim 1,
The nozzle for laser processing, characterized in that the end of the first nozzle forming the vertical passage portion has an outer surface parallel to the irradiation direction of the laser beam.
상기 가공헤드와 상기 제1노즐을 연결하는 경통부를 감싸도록 상기 제2노즐에서 연장되며, 상기 경통부의 외측면과의 사이에 상기 제2유로와 연통되는 제2유로 연장부가 형성되는 제2노즐 연장부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공용 노즐.According to claim 1,
A second nozzle extension extending from the second nozzle to surround the barrel connecting the processing head and the first nozzle, and having a second passage extension formed between the outer surface of the barrel and communicating with the second passage. A nozzle for laser processing, characterized in that it further comprises a part.
상기 제2노즐 연장부에는 상기 제2유로의 입구가 구비되고,
상기 제2유로의 입구는 레이저빔의 조사방향을 따라 상기 제2유로의 출구로부터 이격된 위치에 배치되도록, 상기 경통부의 길이방향의 중심부를 교차하는 수평선을 기준으로 상기 가공헤드에 인접한 상부 영역에 배치되는 것을 특징으로 하는 레이저 가공용 노즐.According to claim 4,
The second nozzle extension is provided with an inlet of the second flow path,
The entrance of the second passage is located in an upper region adjacent to the processing head based on a horizontal line intersecting the center of the longitudinal direction of the barrel so that the entrance of the second passage is disposed at a position spaced apart from the exit of the second passage along the irradiation direction of the laser beam. A nozzle for laser processing, characterized in that disposed.
상기 제2노즐 연장부는 상단부가 상기 가공헤드 또는 상기 경통부에 결합된 장착대의 적어도 일부를 감싸도록 결합되고,
상기 제2노즐 연장부에는 상기 제2유로의 입구가 구비되며,
상기 제2유로의 입구는 레이저빔의 조사방향을 따라 상기 제2유로의 출구로부터 최대로 이격된 위치에 배치되도록, 레이저빔의 조사방향을 따라 상기 장착대의 하단부와 동일한 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 레이저 가공용 노즐.According to claim 4,
The second nozzle extension part is coupled so that an upper end thereof surrounds at least a portion of a mount coupled to the processing head or the barrel part,
The second nozzle extension is provided with an inlet of the second flow path,
Characterized in that the inlet of the second passage is disposed at the same position as the lower end of the mount along the irradiation direction of the laser beam so as to be disposed at a position maximally spaced from the outlet of the second passage along the irradiation direction of the laser beam. nozzle for laser processing.
상기 장착대 및 상기 제2노즐 연장부 사이에 배치되는 제1기밀부재와,
상기 장착대 및 상기 경통부 사이에 배치되는 제2기밀부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공용 노즐.According to claim 6,
a first airtight member disposed between the mount and the second nozzle extension;
The nozzle for laser processing, characterized in that it further comprises a second airtight member disposed between the mount and the barrel part.
상기 제2노즐과 상기 제2노즐 연장부는 단일 몸체로 이루어진 것을 특징으로 하는 레이저 가공용 노즐.According to claim 4,
The second nozzle and the second nozzle extension is a nozzle for laser processing, characterized in that made of a single body.
상기 제2노즐은 수심에 따라 상기 제2유로에 공급되는 상기 쉴드 가스의 공급압력이 조절될 수 있도록 수심을 측정하는 수압센서를 더 포함하는 것을 레이저 가공용 노즐.According to claim 1,
The second nozzle further comprises a water pressure sensor for measuring the water depth so that the supply pressure of the shield gas supplied to the second passage can be adjusted according to the water depth.
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