JP2897512B2 - レーザ加工装置の加工トーチ - Google Patents
レーザ加工装置の加工トーチInfo
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- JP2897512B2 JP2897512B2 JP4030342A JP3034292A JP2897512B2 JP 2897512 B2 JP2897512 B2 JP 2897512B2 JP 4030342 A JP4030342 A JP 4030342A JP 3034292 A JP3034292 A JP 3034292A JP 2897512 B2 JP2897512 B2 JP 2897512B2
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- Japan
- Prior art keywords
- processing
- torch
- laser
- processing torch
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は被加工物の切断や穴明け
等の加工歩留まり向上と、品質の安定化を図ったレーザ
加工装置加工トーチに関する。
等の加工歩留まり向上と、品質の安定化を図ったレーザ
加工装置加工トーチに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、レーザ加工装置は切断の加工方向
性発生を防止して、加工歩留まり向上と品質安定化が望
まれるようになってきている。
性発生を防止して、加工歩留まり向上と品質安定化が望
まれるようになってきている。
【０００３】以下に従来のレーザ加工装置について説明
する。図２は従来のレーザ加工装置の構成を示すもので
ある。図２において、１は数値制御装置、２はレーザ発
振器、３はレーザ光ガイド、４は折曲げ鏡、５は集光レ
ンズ、６は加工トーチ、６Ａは集光レンズマウント、６
Ｂは補助ガス導入口、７は補助ガスボンベで７Ａは補助
ガス配管、８は被加工物、９は加工テーブルで９Ａは被
加工物を支持する剣山である。１０はレーザ出力を決め
るレーザ出力指令信号、１１は加工テーブルの動きを決
める加工テーブル指令信号である。
する。図２は従来のレーザ加工装置の構成を示すもので
ある。図２において、１は数値制御装置、２はレーザ発
振器、３はレーザ光ガイド、４は折曲げ鏡、５は集光レ
ンズ、６は加工トーチ、６Ａは集光レンズマウント、６
Ｂは補助ガス導入口、７は補助ガスボンベで７Ａは補助
ガス配管、８は被加工物、９は加工テーブルで９Ａは被
加工物を支持する剣山である。１０はレーザ出力を決め
るレーザ出力指令信号、１１は加工テーブルの動きを決
める加工テーブル指令信号である。
【０００４】以上の各構成要素によって構成されたレー
ザ加工装置について、以下その各構成要素の関係と動作
について説明する。レーザ発振器２の出したレーザ光は
レーザ光ガイド３を通過し、途中に設けられた折曲げ鏡
４により光軸を集光レンズ５の方向にまげて集光レンズ
５に入射して集光し、ほぼ集光レンズ５の焦点付近に置
かれた被加工物８に照射する。被加工物８は加工テーブ
ル９上の加工物支持剣山９Ａ上に置かれ、加工テーブル
９を動かすことにより被加工物８を移動させる。加工ト
ーチ６は集光レンズ５と被加工物８の間を被加工物８に
近づくにつれて内径を細く絞り、集光したレーザ光と同
軸に補助ガスを被加工物８のレーザ照射部分に吹き付け
る。加工トーチ６は集光レンズ５の外径よりも大きな円
筒形状をしており、側面にほぼ垂直に補助ガス導入部を
取付ける。加工形状およびレーザ出力や被加工物８の移
動速度や加工トーチ６の被加工物８に対する高さなどの
切断条件を入力した数値制御装置１は、レーザ出力をレ
ーザ出力指令信号１０を出力し、加工形状や移動速度に
応じてサーボ指令信号１１を加工テーブル９に送り加工
テーブル９上の被加工物８を動かして所要の形状に加工
する。
ザ加工装置について、以下その各構成要素の関係と動作
について説明する。レーザ発振器２の出したレーザ光は
レーザ光ガイド３を通過し、途中に設けられた折曲げ鏡
４により光軸を集光レンズ５の方向にまげて集光レンズ
５に入射して集光し、ほぼ集光レンズ５の焦点付近に置
かれた被加工物８に照射する。被加工物８は加工テーブ
ル９上の加工物支持剣山９Ａ上に置かれ、加工テーブル
９を動かすことにより被加工物８を移動させる。加工ト
ーチ６は集光レンズ５と被加工物８の間を被加工物８に
近づくにつれて内径を細く絞り、集光したレーザ光と同
軸に補助ガスを被加工物８のレーザ照射部分に吹き付け
る。加工トーチ６は集光レンズ５の外径よりも大きな円
筒形状をしており、側面にほぼ垂直に補助ガス導入部を
取付ける。加工形状およびレーザ出力や被加工物８の移
動速度や加工トーチ６の被加工物８に対する高さなどの
切断条件を入力した数値制御装置１は、レーザ出力をレ
ーザ出力指令信号１０を出力し、加工形状や移動速度に
応じてサーボ指令信号１１を加工テーブル９に送り加工
テーブル９上の被加工物８を動かして所要の形状に加工
する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来の構成では、一般に軟鋼鈑等の切断や穴あけに用いら
れるレーザ加工装置での補助ガスの目的は、レーザ光の
熱により熔融した被加工物を補助ガスの噴流によりレー
ザ光照射面の反対側へ吹き飛ばすことにある。しかし、
図３に加工トーチ６内での補助ガスの流れを示すよう
に、補助ガス導入口６Ｂの開口径に対し、加工トーチ６
内径は十分大きいので、補助ガスの加工トーチ６へ入る
角度が加工トーチ６の中心軸に対し少しでも９０度より
ずれると、加工トーチ６内で光軸を中心に旋回流が発生
し、加工トーチ６先端のテーパに沿って旋回流が保たれ
て被加工物８表面に旋回運動をしている補助ガスの噴流
が当たる。切断時には、補助ガス噴流の旋回方向と切断
方向が一致する面は補助ガスが強く当たるので切断面が
えぐられ、反対方向の面では補助ガスが弱く当たるので
熔融した被加工物８の除去が不十分となり、切断面の品
質に方向性が発生する問題点があった。
来の構成では、一般に軟鋼鈑等の切断や穴あけに用いら
れるレーザ加工装置での補助ガスの目的は、レーザ光の
熱により熔融した被加工物を補助ガスの噴流によりレー
ザ光照射面の反対側へ吹き飛ばすことにある。しかし、
図３に加工トーチ６内での補助ガスの流れを示すよう
に、補助ガス導入口６Ｂの開口径に対し、加工トーチ６
内径は十分大きいので、補助ガスの加工トーチ６へ入る
角度が加工トーチ６の中心軸に対し少しでも９０度より
ずれると、加工トーチ６内で光軸を中心に旋回流が発生
し、加工トーチ６先端のテーパに沿って旋回流が保たれ
て被加工物８表面に旋回運動をしている補助ガスの噴流
が当たる。切断時には、補助ガス噴流の旋回方向と切断
方向が一致する面は補助ガスが強く当たるので切断面が
えぐられ、反対方向の面では補助ガスが弱く当たるので
熔融した被加工物８の除去が不十分となり、切断面の品
質に方向性が発生する問題点があった。
【０００６】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、被加工物に吹き付けられる補助ガスが旋回せず光軸
に並行して流し、加工方向性発生を防止して加工歩留ま
りの向上と品質の安定化を図ったレーザ加工装置の加工
トーチを提供することを目的とする。
で、被加工物に吹き付けられる補助ガスが旋回せず光軸
に並行して流し、加工方向性発生を防止して加工歩留ま
りの向上と品質の安定化を図ったレーザ加工装置の加工
トーチを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明のレーザ加工装置の加工トーチは、補助ガス導
入口と同じ高さの付近に加工トーチ内径およびレーザ光
外径の中間の直径の加工トーチ内円筒を加工トーチおよ
びレーザ光と同心円上に設ける。前記加工トーチ内円筒
の集光レンズマウントと接合端部の側面に穴または切り
欠きのガス抜き口をあけて金網を張り、前記加工トーチ
円筒の内面にレーザ光軸と平行方向に延びる波板の整流
板をはめ込んだ構成を有している。
に本発明のレーザ加工装置の加工トーチは、補助ガス導
入口と同じ高さの付近に加工トーチ内径およびレーザ光
外径の中間の直径の加工トーチ内円筒を加工トーチおよ
びレーザ光と同心円上に設ける。前記加工トーチ内円筒
の集光レンズマウントと接合端部の側面に穴または切り
欠きのガス抜き口をあけて金網を張り、前記加工トーチ
円筒の内面にレーザ光軸と平行方向に延びる波板の整流
板をはめ込んだ構成を有している。
【０００８】
【作用】この構成において、導入部より入った補助ガス
は加工トーチ内の加工トーチ内円筒の外壁に沿って流
れ、ガス抜き口より前記加工トーチ内円筒内部のレーザ
光が通過する所に入る。このとき、金網を通過してガス
の流線が細かく撹拌され乱流となる。前記加工トーチ内
円筒内で補助ガスは加工トーチ先端の開口と補助ガス元
圧の圧力差により押し流されるが、前記加工トーチ内円
筒内面の光軸に沿って並行に設けた整流板により再度流
線を光軸に並行に整えられながら被加工物に吹き付けて
加工することとなる。
は加工トーチ内の加工トーチ内円筒の外壁に沿って流
れ、ガス抜き口より前記加工トーチ内円筒内部のレーザ
光が通過する所に入る。このとき、金網を通過してガス
の流線が細かく撹拌され乱流となる。前記加工トーチ内
円筒内で補助ガスは加工トーチ先端の開口と補助ガス元
圧の圧力差により押し流されるが、前記加工トーチ内円
筒内面の光軸に沿って並行に設けた整流板により再度流
線を光軸に並行に整えられながら被加工物に吹き付けて
加工することとなる。
【０００９】
【実施例】以下本発明の一実施例について、図面を参照
しながら説明する。なお、従来例と同一構成部品には同
じ符号で示し説明は省略する。図１に示すように、１２
は加工トーチ内円筒で１２ａはガス抜き口、１３は金
網、１４は整流板である。加工トーチ６は上端に集光レ
ンズ５を内蔵した集光レンズマウント６Ａがあり、下端
はテーパ状に絞り込み先端の開口が集光ビーム径の数倍
の直径の穴となっている。集光レンズマウント６Ａの下
側には加工トーチ内円筒１２が取付けられ、その下端は
加工トーチ６の先端のテーパ部に達しており、加工トー
チ内円筒１２の上下の集光レンズマウント６Ａおよび加
工トーチ６テーパ部との間は密着して気密となってい
る。加工トーチ内円筒１２とレンズマウント６Ａの接合
部は加工トーチ内円筒１２の外周面の約１／４を残して
４等分されたガス抜きのためのガス抜き口１２Ａがあ
り、金網１３を張り付ける。整流板１４は、加工トーチ
内円筒１２内径と集光レンズマウント６Ａの開口径の差
にほぼ等しい凹凸段差の波板で、金網１３の下端から加
工トーチ内円筒１２と加工トーチ６テーパ部との接合部
までの長さにわたり、凹凸溝が光軸と並行となるように
丸めて加工トーチ内円筒１２の内面にはめ込まれてい
る。図には示していないが、他の構成要素は従来例と同
じである。
しながら説明する。なお、従来例と同一構成部品には同
じ符号で示し説明は省略する。図１に示すように、１２
は加工トーチ内円筒で１２ａはガス抜き口、１３は金
網、１４は整流板である。加工トーチ６は上端に集光レ
ンズ５を内蔵した集光レンズマウント６Ａがあり、下端
はテーパ状に絞り込み先端の開口が集光ビーム径の数倍
の直径の穴となっている。集光レンズマウント６Ａの下
側には加工トーチ内円筒１２が取付けられ、その下端は
加工トーチ６の先端のテーパ部に達しており、加工トー
チ内円筒１２の上下の集光レンズマウント６Ａおよび加
工トーチ６テーパ部との間は密着して気密となってい
る。加工トーチ内円筒１２とレンズマウント６Ａの接合
部は加工トーチ内円筒１２の外周面の約１／４を残して
４等分されたガス抜きのためのガス抜き口１２Ａがあ
り、金網１３を張り付ける。整流板１４は、加工トーチ
内円筒１２内径と集光レンズマウント６Ａの開口径の差
にほぼ等しい凹凸段差の波板で、金網１３の下端から加
工トーチ内円筒１２と加工トーチ６テーパ部との接合部
までの長さにわたり、凹凸溝が光軸と並行となるように
丸めて加工トーチ内円筒１２の内面にはめ込まれてい
る。図には示していないが、他の構成要素は従来例と同
じである。
【００１０】以上のように構成されたレーザ装置の加工
トーチについて、図１を用いてその動作を説明する。レ
ーザ発振器の発したレーザ光は集光レンズ５に入射して
集光し、ほぼ集光レンズ５の焦点付近に置かれた被加工
物に照射して加工する。補助ガス導入口６Ｂより入った
補助ガスは加工トーチ内円筒１２の外壁に沿って流れ、
上端のガス抜き口１２Ａより加工トーチ内円筒１２内部
のレーサ光が通過する所に入る。このとき、金網１３を
通過してガスの流線が細かく撹拌され乱流となる。加工
トーチ内円筒１２の内部で補助ガスは加工トーチ６先端
の開口と補助ガス元圧の圧力差により押し流されるが、
加工トーチ内円筒１２の内面の整流板１４の凹凸に沿っ
て流されるので流線を光軸に並行に整えられる。
トーチについて、図１を用いてその動作を説明する。レ
ーザ発振器の発したレーザ光は集光レンズ５に入射して
集光し、ほぼ集光レンズ５の焦点付近に置かれた被加工
物に照射して加工する。補助ガス導入口６Ｂより入った
補助ガスは加工トーチ内円筒１２の外壁に沿って流れ、
上端のガス抜き口１２Ａより加工トーチ内円筒１２内部
のレーサ光が通過する所に入る。このとき、金網１３を
通過してガスの流線が細かく撹拌され乱流となる。加工
トーチ内円筒１２の内部で補助ガスは加工トーチ６先端
の開口と補助ガス元圧の圧力差により押し流されるが、
加工トーチ内円筒１２の内面の整流板１４の凹凸に沿っ
て流されるので流線を光軸に並行に整えられる。
【００１１】以上のように本実施例によれば、補助ガス
を光軸に並行な噴流に整えながら被加工物に吹き付けて
加工をすることができるので、切断の加工方向性発生を
防止して、加工の歩留まり向上と品質を安定化させるこ
とができる。
を光軸に並行な噴流に整えながら被加工物に吹き付けて
加工をすることができるので、切断の加工方向性発生を
防止して、加工の歩留まり向上と品質を安定化させるこ
とができる。
【００１２】
【発明の効果】以上の実施例の説明より明らかなように
本発明は、常に光軸に並行な補助ガス噴流を加工トーチ
から被加工物に吹き付けることができ、切断時の方向性
発生を防止して加工の歩留まり向上し、品質を安定化す
ることができる優れたレーザ加工装置の加工トーチを実
現できるものである。
本発明は、常に光軸に並行な補助ガス噴流を加工トーチ
から被加工物に吹き付けることができ、切断時の方向性
発生を防止して加工の歩留まり向上し、品質を安定化す
ることができる優れたレーザ加工装置の加工トーチを実
現できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例におけるレーザ加工装置
の加工トーチ断面図
の加工トーチ断面図
【図２】従来のレーザ加工装置の概念を示すブロック図
【図３】同加工トーチ断面図
６ 加工トーチ ６Ａ 集光レンズマウント ６Ｂ 補助ガス導入口 １２ 加工トーチ内円筒 １２ａ ガス抜き口 １３ 金網 １４ 整流板
Claims (1)
- 【請求項１】 加工トーチ内の補助ガス導入口と同じ高
さ付近に前記加工トーチ外壁およびレーザ光軸と同心円
上にレーザ光外径より大きい加工トーチ内円筒を設け、
前記加工トーチ内円筒の集光レンズマウントとの接合部
にガス抜き口をあけて金網を張り、前記加工トーチ内円
筒の内面にレーザ光軸と平行方向に延びる凹凸を均一に
並べた整流板を具備してなるレーザ加工装置の加工トー
チ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4030342A JP2897512B2 (ja) | 1992-02-18 | 1992-02-18 | レーザ加工装置の加工トーチ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4030342A JP2897512B2 (ja) | 1992-02-18 | 1992-02-18 | レーザ加工装置の加工トーチ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05228679A JPH05228679A (ja) | 1993-09-07 |
| JP2897512B2 true JP2897512B2 (ja) | 1999-05-31 |
Family
ID=12301164
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4030342A Expired - Fee Related JP2897512B2 (ja) | 1992-02-18 | 1992-02-18 | レーザ加工装置の加工トーチ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2897512B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6659745B2 (ja) * | 2018-02-16 | 2020-03-04 | ファナック株式会社 | アシストガスを整流する機能を有するレーザ加工ヘッド |
-
1992
- 1992-02-18 JP JP4030342A patent/JP2897512B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05228679A (ja) | 1993-09-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |