JPH0322279B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、レーザ光線をレンズで集光し被加
工材料に照射して加工を行うレーザ加工機に関す
るものである。

〔従来の技術〕

レーザ加工機は公知である。レーザ加工の特徴
は、光エネルギーを照射して熱エネルギーに変換
することで、被加工材料を溶解または蒸発により
加工する方式であるので、被加工材料に熱加工特
有の影響が生じる。すなわち、第１は熱変形で加
工の寸法精度が悪化すること、第２は被加工材料
の裏面に焼け色が多く表れること、第３は被加工
材料を燃焼させてしまうこと、第４は被加工材料
の裏面にドロスの付着が生じること、第５は被加
工材料からのガス発生が行われること等がレーザ
加工法の弱点としてあげられる。

これに対し、従来のレーザ加工機における被加
工材料の裏面からの対策は、ストレート穴による
吸塵方式か、単純パイプによる気体の吹き付け方
式あるいはベンチユリー管による吸引排出方式が
実施されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、上記ストレート穴による吸塵方式は、
被加工材料の裏面からの気体供給は不能であるこ
とはもちろんであるが、吸引においても集中がは
かれず吸引力が弱いため、被加工材料の裏面から
勢いよく飛び出す加工かすが四方に散るのを防ぐ
ことができず、ストレート穴の側面に付着し易い
方式となつている。したがつて、この方式では大
気中に浮遊しているガスと加工かすを集塵するだ
けのものであつた。

また、単純パイプによる気体吹き付け方式は、
全く集塵能力がなく、被加工材料の裏面に発生す
る加工かすとガスを大気中に四散させるだけのた
め、作業環境を悪くするのみならず、機械装置の
摺動部や回転部に付着し、これらの寿命を短くさ
せるのと、加工ノズルから噴出している補助ガス
の進行を妨げてしまい、補助ガスの働きを弱める
場合が多い。その結果、この方式では被加工材料
の裏面の焼け色の防止と燃焼の防止に若干の効果
があるだけという問題点があつた。

さらに、ベンチユリー管による吸引排出方式
は、高圧流体を用いて負圧を発生させドロスを吸
引排出するため構成が複雑となるばかりでなく、
被加工材料の冷却を行うことができないという問
題点があつた。

この発明は、上記の問題点を解決するためにな
されたもので、集塵能力を向上させるとともに、
加工かすが付着しないレーザ加工材の加工材料受
け台装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明にかかるレーザ加工機は、吸引口金
が、被加工材料の下面に対してわずかに離間して
レーザ光と同心に配置された上面と、この上面の
内周端部から下方に向かつて形成された内壁と、
上面の外周端部から下方に向かつて末広がりに形
成された外壁とからなる下部基体と、この下部基
体の外壁と間隔を置いて対向して配置された上部
基体と、被加工材料の下面部分に圧力流体を斜め
下方から噴射するため下部基体の外壁と間隔を置
いて対向して配置された上部基体とによつて形成
された傾斜噴出口と、この傾斜噴出口に圧力流体
を供給する流体通路とを備えたものである。

〔作 用〕

この発明においては、流体通路から供給された
圧力流体は傾斜噴出口から被加工材料の裏面に斜
めに噴出して当り、被加工材料を冷却すると同時
に下部基体の貫通孔から下方に抜け、このとき加
工かすやレーザ光の加工により発生したガスを吸
引して効率よく除去する。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を図面について説明す
る。

第１図、第２図はこの発明の一実施例を示す要
部を断面で示した側面図および受け台の平面図で
ある。

この図で、１１はレーザ光で、図示しないレー
ザ発振器から送られてくる。１２はレンズ、１３
はヘツドケースで、レンズ１２を組み込んでい
る。１４は補助ガス注入口、１５はノズルであ
り、主としてこれらによりレーザヘツド１０が構
成されている。Ｗは被加工材料である。２０は加
工材料受け台装置で、大別して、受け台３０と吸
引口金４０とで構成されている。

受け台３０は、中央部分に透孔３１が形成され
ており、円周に沿つて自在にベアリング３２が上
面に若干突出して複数個設けられ、この上に載置
される被加工材料Ｗを任意の方向に位置決めでき
るように支承する。受け台３０の円周は円環状の
段部３３が形成され、後述する吸引口金４０の嵌
合時のストツパの作用を行う。また、受け台３０
には圧力流体を供給する流体通路３４と圧力流体
の供給口３５が設けられている。

吸引口金４０は、下部基体４１と上部基体４５
とから主として構成される。

下部基板体４１は被加工材料Ｗの下面に対して
わずかに離間してレーザ光１１と同心に配置され
た上面と、この上面の内周端から下方に向かつて
形成された内壁と、前記上面の外周端部から下方
に向かつて末広がりに形成された外壁とで形成さ
れており、その外周は傾斜面４２となり、中央に
貫通孔４３が形成される。貫通孔４３は下方に行
くに従い次第に拡開する形状、つまり、円錐台形
の空間を形成するように構成されている。そし
て、受け台３０の透孔３１に嵌入したとき、段部
３３と係合する段部４４が円環状に形成されてい
る。

上部基体４５は円環状をなし、その内面側が円
環状の傾斜面４６となつて下部基体４１の傾斜面
４２と間隔を置いて対向し、両傾斜面４２と４６
とによつて圧力流体を斜め下方から噴出するため
の傾斜噴出口４７が形成されている。そして、傾
斜噴出口４７の下方に円環状に拡大部４８が形成
され、この拡大部４８に流体通路４９が形成さ
れ、受け台３０の流体通路３４と合致するように
なつている。５０は吸引ダクトで、下部基体４１
の下方に設けられ、図示しない吸引機により吸引
される。

次に、動作について説明する。

加工に際しては、レーザヘツド１０にレーザ光
１１を導入し、ノズル１５から被加工材料Ｗに照
射し加工を行う。この時、補助ガス注入口１４か
ら補助ガスを導入し、被加工材料Ｗに吹きかけ
る。一方、受け台３０上の被加工材料Ｗは図示し
ない位置決め機構により位置決めされる。そし
て、受け台３０の供給口３５から圧力流体が供給
され、この圧力流体は流体通路３４，４９を通つ
て拡大部４８に蓄えられ、ここから傾斜噴出口４
７を通つて上部から噴出し、被加工材料Ｗに下方
から吹きつける。これによつて、被加工材料Ｗは
冷却されると同時に、加工によつて生じたドロ
ス、補助ガス、発生ガス等は圧力流体によつて貫
通孔４３から下方に排出される。

このようにして、被加工材料Ｗの加工位置の裏
面は噴射された流体で覆われるので、燃焼防止効
果があり、また、流体の流れによつて熱が運びだ
される冷却効果が生じる。

さらに、圧力流体の圧力を高めると、被加工材
料Ｗの裏面に沿つて流れる流体速度が大となり、
被加工材料Ｗの加工部裏面に付着するドロスも持
ち去る効果が現れる。これは、表面処理した加工
材料や合わせ機ほど効果が高まる。

上記のように、下部より噴射した圧力流体を被
加工材料Ｗの加工部裏面に当てると、第１図に示
されるように、圧力流体の加工部裏面での流れ方
向と、レーザ光および補助ガスの進行方向とが直
交することと、加工部中心の下より吸引機（図示
せず）により吸引が行われているため、ドロスや
加工かす等はほとんど完全に除去される。

なお、上記実施例において、吸引口金４０を受
け台３０の透孔３１に嵌合したが、これは螺合す
るようにしてもよい。また、下部基体４１と上部
基体４５とは、はじめから一体化してもよいが、
別体で作成した後、適宜の手段で一体化してもよ
く、さらに、下部基体４１と受け台３０を一体化
したり、あるいは上部基体４５と受け台３０を一
体化することもできる。そして、下部基板体４１
は円錐台状としたが、これは角錐台状でもよく、
要は錐台状であればよい。さらに、傾斜噴出口４
７は面状に形成されているが、これは多数の管状
体で構成することもできる。

〔発明の効果〕

この発明は以上説明したように、吸引口金が、
被加工材料の下面に対してわずかに離間してレー
ザ光と同心に配置された上面と、この上面の内周
端部から下方に向かつて形成された内壁と、上面
の外周端部から下方に向かつて末広がりに形成さ
れた外壁とからなる下部基体と、この下部基体の
外壁と間隔を置いて対向して配置された上部基体
と、被加工材料の下面部分に圧力流体を斜め下方
から噴射するため下部基体の外壁と間隔を置いて
対向して配置された上部基体とによつて形成され
た傾斜噴出口と、この傾斜噴出口に圧力流体を供
給する流体通路とを備えたので、下記のような効
果が得られる。

圧力流体の流れで加熱された被加工材料の加
工部の冷却が被加工材料の裏面から十分に行わ
れる。

圧力流体に冷却したものを使用できるので、
冷却効果を上げることができる。

上記とにより被加工材料の加工変形が防
げる。

圧力流体に不活性ガスを使用することで、加
工部の焼けを防ぐことができ、燃焼し易い被加
工材料でも加工できる。

圧力流体の圧力を高め流速をあげることで、
ドロスの被加工材料への付着を小さくすること
ができる。

ガスや加工かす等の粉塵から環境を守ること
ができる。

かように、この発明によれば、レーザ加工機の
取扱が容易になるとともに、従来、加工不能であ
つた特質の被加工材料の加工が可能になるので、
その利用範囲を一段と拡大できる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す側断面図、
第２図は、第１図の実施例のレーザヘツドを除い
た平面図である。 図中、１０はレーザヘツド、１１はレーザ光、
１２はレンズ、１３はヘツドケース、１４は補助
ガス注入口、１５はノズル、２０は加工材料受け
台装置、３０は受け台、３１は透孔、３２は自在
ベアリング、４０は吸引口金、４１は下部基体、
４２，４６は傾斜面、４３は貫通孔、４４は段
部、４５は上部基体、４７は傾斜噴出口、４８は
拡大部、４９は流体通路、Ｗは被加工材料であ
る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 補助ガスが噴射されるノズル先端部から発せ
   られるレーザ光を受けて加工される被加工材料を
   支える受台と、前記加工によつて生ずるガスやド
   ロスを吸引する吸引口金とを備えたレーザ加工機
   において、 前記吸引口金が、前記被加工材料の下面に対し
   てわずかに離間して前記レーザ光と同心に配置さ
   れた上面と、この上面の内周端部から下方に向か
   つて形成された内壁と、前記上面の外周端部から
   下方に向かつて末広がりに形成された外壁とから
   なる下部基体と、この下部基体の外壁と間隔を置
   いて対向して配置された上部基体と、前記被加工
   材料の下面部分に圧力流体を斜め下方から噴射す
   るため前記下部基体の外壁と間隔を置いて対向し
   て配置された前記上部基体とによつて形成された
   傾斜噴出口と、この傾斜噴出口に前記圧力流体を
   供給する流体通路とを備えたことを特徴とするレ
   ーザ加工機。 ２ 前記上部基体と前記下部基体間に拡大空間を
   備えたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載のレーザ加工機。 ３ 前記傾斜噴出口が、複数個の管状体で構成さ
   れたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   のレーザ加工機。 ４ 吸引口金の下部基体の貫通孔は、下方に行く
   に従つて拡開する形状としたことを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載のレーザ加工機。 ５ 受け台と下部基体とは一体化されていること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のレーザ
   加工機。 ６ 受け台と上部基体とは一体化されていること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のレーザ
   加工機。