JP3749352B2 - レーザ加工機におけるノズル - Google Patents
レーザ加工機におけるノズル Download PDFInfo
- Publication number
- JP3749352B2 JP3749352B2 JP14231997A JP14231997A JP3749352B2 JP 3749352 B2 JP3749352 B2 JP 3749352B2 JP 14231997 A JP14231997 A JP 14231997A JP 14231997 A JP14231997 A JP 14231997A JP 3749352 B2 JP3749352 B2 JP 3749352B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- nozzle
- workpiece
- laser processing
- gap
- processing machine
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Laser Beam Processing (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、特に厚板のワークの切断加工に適するレーザ加工機におけるノズルに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の多重ノズルは、レーザビームを照射すると共にレーザガスを噴出させるインナーノズルと、シールドガスまたは冷却用の流体を噴出させるアウターノズルを備えたものが一般的である。
【0003】
また、図9に示されているノズル101ように、インナーノズル103とアウターノズル105を有しており、さらにアウターノズル105の外側にリング状の倣いセンサーチップ107を取付けたものも使用されている。あるいは、図示はしないが多重ノズルのうちの外側のノズルを静電容量式倣いセンサーとするものも使用されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、先に示したような多重ノズルにあっては、冷却効果については一応の効果があるものの、特に厚板加工についてはその冷却効果や、スパッタやドロスの処理に関して十分満足の得られるものではなかった。また、ピアス加工時において生成されたスパッタやドロスがワークの表面に固着するので、ピアス加工から通常の切断に移行する際に、固着物がノズルの障害となって円滑な移行ができなくなって、甚だしい場合には加工ノズルと干渉または衝突の原因となっているという問題がある。
【0005】
また、倣いセンサーをノズル外部に取付けたものでは、ノズルの交換等の作業においてはそのたびごとにノズルとセンサーチップとの位置関係調整の困難さや外部に取付けるため倣いセンサー部とワークとの干渉を回避するため自ら加工領域を制限しなければならないという問題がある。あるいは、多重ノズルの外側のノズルを静電容量式倣いセンサーとした場合には、冷却水を使用する場合にインナーノズルとアウタノズルの隙間より噴出した冷却水は遠心力によりノズル中心に広がりながらワークに噴出するために、ワークとセンサー部の隙間に冷却水が入り込み、この為、水の比誘電率の影響を受けて、センサーとして機能を十分に果たせないという問題がある。
【0006】
また、厚板の加工におけるピアス加工や通常加工には、有効な多重ノズルが未だ使用されていない状況である。
【0007】
この発明の目的は、以上のような従来の技術に着目してなされたものであり、冷却媒を噴霧すると共に加工時に発生するスパッタやドロス等をワークの表面から容易に剥離させることができ且つ倣いセンサーとして用いることのできるレーザ加工機におけるノズルを提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明は、アウターノズルの内部にミドルノズルを備え、このミドルノズルの内部にインナーノズルを備えた多重構造のノズルの前記インナーノズルとミドルノズルとの間からアシストガスを噴出すると共に前記アウターノズルと前記ミドルノズルの間に設けられた隙間から冷却効果を有する不燃性の防錆剤とエアーを混合して回転しながら噴出させることでその遠心力によりワーク表面に外側へ広がる状態で吹付けることで、ワークの温度を安定させ、さらにピアス加工又は切断中にワーク表面に生成するスパッター及び溶融金属カス等の不純物を切断経路上より除去せしめることを特徴とするものである。
【0012】
また、本発明は、レーザ発振器により発振されたレーザビームをワークに照射してレーザ加工を行うためのレーザ加工機におけるノズルであって、外側に位置するアウターノズルと、このアウターノズルの内側に所定の隙間を有する状態で位置すると共に先端部がラッパ状に拡大したミドルノズルとで構成され、内部に所定の間隔を有する状態で挿入されたインナーノズルを備えてなることを特徴とするものである。
【0013】
従って、アウターノズルとミドルノズルの間に設けられた隙間から吹付けられた冷却媒やエアーはミドルノズルの外形に沿って広がるので、ワーク表面の不純物を外側へ除去する。
【0015】
また、ミドルノズルとインナーノズルの間に設けられている隙間からワークの加工位置へ向けてアシストガス等が噴出される。
【0016】
また、前記レーザ加工機におけるノズルにおいて、ミドルノズル自体が静電容量型倣いセンサーの電極であり、ワークとの隙間をその先端部にて検出制御すること、を特徴とするものである。
【0017】
従って、アウターノズルとミドルノズルの間に設けられた隙間から冷却水を吹付ける場合でも、ミドルノズルの外形により冷却水が外側へ吹付けられるので、ミドルノズル自体を静電容量型倣いセンサーとして使用すれば冷却水による比誘電率の不安定性を排除する。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【0019】
図7および図8にはレーザ加工機1の全体が示されている。このレーザ加工機1はごく一般的なものであるので詳細な説明は省略して概略のみ説明する。このレーザ加工機1は、レーザビームLBを発するレーザ発振器3を近傍に有しており、レーザ発振器3により発せられたレーザビームLBは複数のベンドミラー5を介してレーザ加工機1に送られる。
【0020】
レーザ加工機1は、ベース7と、このベース7の一端部において垂直に固定されているポスト9と、このポスト9によって前記ベース7の上方に水平片持ち梁状に支持されている本体フレーム11から成っている。前記ベース7の上には、加工されるワークWを水平に載置する固定テーブル13が設けられている。この固定テーブル13の前後両側(図8中上下両側)には、Y軸方向(図8中左右方向)へ移動・位置決め自在の可動テーブル15が設けられており、前記固定テーブル13を跨いで前記可動テーブル15を連結し、可動テーブル15と一体でY軸方向へ移動・位置決めされるキャレッジベース17が設けられている。このキャレッジベース17には、ワークWを把持するワーククランパ19を間隔調整自在に有するX軸キャレッジ21が、X軸方向へ移動・位置決め自在に設けられている。
【0021】
一方、前記本体フレーム11の先端(図7中右先端)の下面には、加工ヘッド23が設けられており、この加工ヘッド23の先端には前記レーザ発振器3からのレーザビームLBをワークWに照射するノズル25が装着されている。
【0022】
従って、ワークWを把持したX軸キャレッジ21をX軸方向に移動・位置決めすると共に、キャレッジベース17をY軸方向に移動・位置決めしてノズル25の下方にワークWの加工位置を位置決めし、レーザビームLBをこのワークWに照射してレーザ加工が行われることになる。
【0023】
図1および図2には、前述の加工ヘッド23の先端に装着されているノズル25が示されている。このノズル25は多重ノズルであり、最も外側に円形断面のアウターノズル27を有し、このアウターノズル27の内部空間に円形断面のミドルノズル29を有している。さらに、このミドルノズル29の内部には円形断面のインナーノズル31を有しており、三重構造となっている。
【0024】
前記ミドルノズル29の外周において、二ヶ所に平坦部33が設けられているので、アウターノズル27との間に隙間35が二ヶ所に形成されている。前記インナーノズル31の外周にも平坦部37が設けられているので、ミドルノズル29との間に隙間39が形成されている。また、最も先端に位置するミドルノズル29の先端部41はラッパ状に形成されている。
【0025】
従って、インナーノズル31とミドルノズル29との間、およびミドルノズル29とアウターノズル27の間には、液体やガスを噴出するための通路が形成され、隙間35から噴出されたガス等は外側へ広がる。また、隙間39からはアシストガスが噴出されるものである。
【0026】
次に、図3〜図6に基づいて、レーザ切断加工方法について説明する。
【0027】
まず、図3を参照するに、ノズルギャップHを若干大きめ(例えば2.5mm)にとって、アウターノズル27とミドルノズル29の間に形成されている隙間35から、防錆水とエアーを混合したものを水噴霧としてワークWの表面に所定の強度(例えば3.5Kgf/cm2 )で吹付ける。このとき、防錆水がたとえ蒸発してもワークWの表面に防錆剤は残るので、スパッタやドロスがワークWの表面に直接固着するのを防止することができる。
【0028】
続いて、図4を参照するに、防錆水を止めて、同じ大きめのノズルギャップHでエアーのみを前述と同様にアウターノズル27とミドルノズル29の間に形成されている隙間35から所定の強度(例えばアシストガスを0.4Kgf/cm2 、アウターエアーを1Kgf/cm2 )でワークWの表面に吹付ける。このエアーによりスパッタを外側へ吹飛ばしながらピアス加工を行う。この時点で、前述の図3に示されている工程において噴霧した防錆剤によって、部分的ではあるがワークWの表面からスパッタを吹飛ばすことができる。
【0029】
図5を参照するに、前述の図4に示されているピアス加工の工程においてワークWの表面に付着して除去できなかったスパッタやドロスを、前述の図3に示されている工程を所定の強度(例えばアシストガスを6Kgf/cm2 、防錆水+アウターエアーを3.5Kgf/cm2 )で再度実行することにより完全に除去する。
【0030】
図6を参照するに、スパッタやドロスが完全に除去された後、静電容量式倣いセンサーであるミドルノズル29の先端部41、ノズルギャップHを最適値(例えば1.5mm)に修正し確認した後、所定の強度(例えばアシストガスを0.5Kgf/cm2 、隙間35から防錆水+アウターエアーを3.5Kgf/cm2 )でエアーや防錆水を吹付けながら切断加工を開始する。
【0031】
以上の結果から、ノズル25から噴出する冷却媒に防錆水とエアーを混合してワークWの表面に強く吹付けるので、ワークの温度を安定させて冷却効果を与えると共に、特に厚板のワークW表面のスパッタやドロスを除去すると共に防錆処理を施すことができる。
【0032】
また、多重なノズル25を使用することにより冷却を常時行うことができ、ピアス加工および通常の切断加工においても適正な加工を行うことができる。
【0033】
また、ノズル25の一部として使用するミドルノズル29の先端をラッパ形状としたので、冷却水を使用する場合でも冷却水をミドルノズル29の先端から追い出すことができ、水の比誘電率の影響を受けることなく倣いを行うことができる。
【0034】
なお、この発明は前述の発明の実施の形態に限定されることなく、適宜な変更を行なうことにより、その他の態様で実施し得るものである。すなわち、前述の実施の形態において使用した防錆水の代わりに単なる水や不燃性の油もしくは粉体を用いることもできる。
【0035】
また、前述の発明の実施の形態において示した吐出力の数値は一例であり、これに限るものではなく、状況に応じて適切な値で実施することが望ましい。
【0036】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、アウターノズルとミドルノズルの間に設けられた隙間から冷却効果を有する不燃性の防錆剤とエアーを混合して特に厚板のワーク表面に外側へ広がる状態で吹付けることでワークの温度が安定化される。その後、ミドルノズルとインナーノズルの間に設けられた隙間からアシストガスをピアス又は切断中にワーク表面に生成するスパッター及び溶融金属カス等の不純物を除去せしめることができる。
【0038】
また、本発明によれば、アウターノズルとミドルノズルの間に設けられた隙間から吹付けられた冷却媒やエアーはミドルノズルの外形に沿って広がるので、特に厚板のワーク表面の不純物を確実に外側へ除去することができる。これにより、不純物を巻き込むことがないので、適正な切断加工を行うことができる。
【0039】
また、ミドルノズルとインナーノズルとの間に設けられた隙間からワークの加工位置へ向けてアシストガス等を噴射せしめることができ、適正な切断加工を行うことができる。
【0040】
また、アウターノズルとミドルノズルの間に設けられた隙間から冷却水を吹付ける場合でも、ミドルノズルの外形により冷却水が外側へ吹付けられるので、ミドルノズル先端を倣いセンサーとして使用すれば冷却水による比誘電率の不安定性を排除することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係るレーザ加工機におけるノズルを示す断面図である。
【図2】図1中II方向から見た平面図である。
【図3】この発明に係るレーザ加工機による加工方法の工程を示す断面図である。
【図4】この発明に係るレーザ加工機による加工方法の工程を示す断面図である。
【図5】この発明に係るレーザ加工機による加工方法の工程を示す断面図である。
【図6】この発明に係るレーザ加工機による加工方法の工程を示す断面図である。
【図7】この発明に係るレーザ加工機による加工方法を適用するレーザ加工機を示す正面図である。
【図8】図7中VIII方向から見た平面図である。
【図9】従来の多重ノズルを示す断面図である。
【符号の説明】
1 レーザ加工機
3 レーザ発振器
25 ノズル
27 アウターノズル
29 ミドルノズル
35 隙間
39 隙間
41 先端部(倣いセンサ)
W ワーク
LB レーザビーム
Claims (3)
- アウターノズルの内部にミドルノズルを備え、このミドルノズルの内部にインナーノズルを備えた多重構造のノズルの前記インナーノズルとミドルノズルとの間からアシストガスを噴出すると共に前記アウターノズルと前記ミドルノズルの間に設けられた隙間から冷却効果を有する不燃性の防錆剤とエアーを混合して回転しながら噴出させることでその遠心力によりワーク表面に外側へ広がる状態で吹付けることで、ワークの温度を安定させ、さらにピアス加工又は切断中にワーク表面に生成するスパッター及び溶融金属カス等の不純物を切断経路上より除去せしめること、を特徴とするレーザ加工機による加工方法。
- レーザ発振器により発振されたレーザビームをワークに照射してレーザ加工を行うためのレーザ加工機におけるノズルであって、外側に位置するアウターノズルと、このアウターノズルの内側に所定の隙間を有する状態で位置すると共に先端部がラッパ状に拡大したミドルノズルとで構成され、前記ミドルノズルは内部に所定の間隔を有する状態で挿入されたインナーノズルを備えてなることを特徴とするレーザ加工機におけるノズル。
- 前記ミドルノズル自体が静電容量型倣いセンサーの電極であり、ワークとの隙間をその先端部にて検出制御すること、を特徴とする請求項2記載のレーザ加工機におけるノズル。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14231997A JP3749352B2 (ja) | 1997-05-30 | 1997-05-30 | レーザ加工機におけるノズル |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14231997A JP3749352B2 (ja) | 1997-05-30 | 1997-05-30 | レーザ加工機におけるノズル |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10328879A JPH10328879A (ja) | 1998-12-15 |
JP3749352B2 true JP3749352B2 (ja) | 2006-02-22 |
Family
ID=15312598
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP14231997A Expired - Fee Related JP3749352B2 (ja) | 1997-05-30 | 1997-05-30 | レーザ加工機におけるノズル |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3749352B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2016147410A1 (ja) * | 2015-03-19 | 2016-09-22 | 三菱電機株式会社 | 加工ノズルおよびレーザ加工装置 |
US11389898B2 (en) | 2016-12-22 | 2022-07-19 | Mitsubishi Electric Corporation | Laser processing apparatus, laser processing method, and method for manufacturing semiconductor apparatus |
JP6943703B2 (ja) | 2017-09-19 | 2021-10-06 | 技術研究組合次世代3D積層造形技術総合開発機構 | ノズル、処理装置、及び積層造形装置 |
JP6793214B2 (ja) | 2019-02-15 | 2020-12-02 | 株式会社アマダ | レーザ加工用ノズル及びレーザ加工装置 |
-
1997
- 1997-05-30 JP JP14231997A patent/JP3749352B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH10328879A (ja) | 1998-12-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3056723B1 (ja) | レ―ザ加工装置 | |
JP6647829B2 (ja) | レーザ加工装置 | |
US6531682B1 (en) | Processing head for a laser engraving or cutting device | |
JP2000084686A (ja) | レーザピアシング方法およびレーザ加工用ノズルおよびレーザ切断装置 | |
JP2001087906A (ja) | 切削工具 | |
KR20000011883A (ko) | 레이저가공방법및레이저가공장치 | |
JP3532223B2 (ja) | レーザ加工機の加工ヘッド | |
JPH08141764A (ja) | レーザ切断方法 | |
JP3183568B2 (ja) | レーザ加工用トーチ | |
JP3749352B2 (ja) | レーザ加工機におけるノズル | |
JPH0631502A (ja) | 切削工具 | |
JPH11267876A (ja) | レーザ加工用ノズル | |
JPH05208285A (ja) | レーザ溶接方法およびその方法に使用する治具 | |
JP3916306B2 (ja) | レーザ加工機における消火方法およびその装置 | |
JP2965820B2 (ja) | 工作加工方法 | |
JPS6272494A (ja) | レ−ザ加工機 | |
JP2667769B2 (ja) | レーザ加工装置 | |
JP2865543B2 (ja) | レーザ加工ヘッド | |
JPH07185874A (ja) | レーザ加工機の加工ヘッド | |
JP2846297B2 (ja) | レーザ切断方法 | |
JP4194897B2 (ja) | レーザ加工方法およびレーザ加工装置 | |
JP3115060B2 (ja) | レーザ加工方法 | |
JPH0550284A (ja) | レーザ溶接用シールドガスノズル | |
JPH10277766A (ja) | 高速ピアス穴加工方法および同加工方法に使用するレーザ加工ヘッド | |
JP2004230413A (ja) | レーザ加工方法およびレーザ加工装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040430 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050421 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050510 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050704 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20051129 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20051201 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081209 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091209 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091209 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101209 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111209 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121209 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131209 Year of fee payment: 8 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |