JPH06142972A - Laser beam machining gas nozzle, laser beam machining device and laser beam machining method - Google Patents
Laser beam machining gas nozzle, laser beam machining device and laser beam machining methodInfo
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- JPH06142972A JPH06142972A JP4290107A JP29010792A JPH06142972A JP H06142972 A JPH06142972 A JP H06142972A JP 4290107 A JP4290107 A JP 4290107A JP 29010792 A JP29010792 A JP 29010792A JP H06142972 A JPH06142972 A JP H06142972A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、レーザ加工によるスパ
ッタが飛散する向きを制御することができるレーザ加工
用ガスノズル及びレーザ加工装置並びにレーザ加工方法
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser processing gas nozzle, a laser processing apparatus, and a laser processing method capable of controlling the direction in which spatter is scattered by laser processing.
【０００２】[0002]
【従来の技術】レーザ光を利用した加工としては、切
断、穴あけ、溶接などの加工が、機械、電子、半導体の
多方面の分野で利用されている。特に、レーザ加工装置
による、薄板の高精度な切断加工は、広く普及してい
る。2. Description of the Related Art As processing using laser light, processing such as cutting, drilling, and welding is used in various fields of machines, electronics, and semiconductors. In particular, high-precision cutting of thin plates by a laser processing device is widely used.
【０００３】従来のレーザ加工装置による加工について
説明する。従来の一般的なレーザ加工装置においては、
レーザ発振器から与えられたレーザ光がワークの方向に
誘導され、ワークの加工面で加工可能な所要の熱エネル
ギ密度を有するよう集光レンズで充分に集光され、この
レーザ光がワークの直前に配置されたレーザ加工用ガス
ノズル（以下、単にガスノズルということがある）先端
部分よりワークに照射される。ガスノズルの先部からは
レーザ光照射部に供給したアシストガスが上記レーザ光
と共に同軸的に吹き出される。Processing by a conventional laser processing apparatus will be described. In conventional general laser processing equipment,
The laser beam given from the laser oscillator is guided in the direction of the work, and is condensed sufficiently by the condenser lens so that it has the required heat energy density that can be processed on the work surface of the work. The work is irradiated from the tip portion of the arranged gas nozzle for laser processing (hereinafter, may be simply referred to as a gas nozzle). From the tip of the gas nozzle, the assist gas supplied to the laser beam irradiation section is blown out coaxially with the laser beam.
【０００４】このようなレーザ加工装置による穴あけや
切断は、まず上下方向の位置関係を調整して集光レンズ
の焦点の位置がワークの加工面に来るように位置設定を
行い、次にアシストガスを供給しながら、レーザ発振器
を発振動作させてレーザ光をワークに照射することによ
り行われる。このレーザ光は上記のように充分な熱エネ
ルギ密度になるまで集光されており、これが熱源となっ
てワークの表面を溶融し、この溶融が表面から順次深さ
方向に向かって進行しやがて貫通して穴があけられる。
また、切断を行う場合には、上記のようにレーザ光を照
射した状態でワークを水平面内で移動させ、ワーク上の
レーザ光の照射位置を所定の軌跡に沿って移動させる。
尚、ワークの上下方向の移動動作、水平面内の移動動
作、及びレーザ発振器の発振動作などは、コントローラ
によって自動または手動で制御される。In drilling and cutting with such a laser processing apparatus, the positional relationship in the vertical direction is first adjusted so that the focal point of the condenser lens is located on the surface of the workpiece, and then the assist gas is used. Is performed, the laser oscillator is oscillated to irradiate the work with laser light. This laser light is condensed until it reaches a sufficient thermal energy density as described above, and this serves as a heat source to melt the surface of the work, and this melting progresses sequentially from the surface in the depth direction until it penetrates. Then a hole is made.
Further, when cutting is performed, the work is moved in the horizontal plane while the laser light is being irradiated as described above, and the irradiation position of the laser light on the work is moved along a predetermined locus.
The vertical movement of the work, the movement in the horizontal plane, and the oscillation operation of the laser oscillator are automatically or manually controlled by the controller.
【０００５】また、上記のようなレーザ加工装置に使用
されるガスノズルに関する従来技術として、特開昭５０
−７１３３２号公報に記載のように、ガスノズル先端部
を２重構造とし、中心部に噴出する活性ガスを取り囲む
ように不活性ガスを噴出し、レーザ光による切断加工の
速度及び切断時の寸法精度を向上させるものがある。Further, as a prior art relating to a gas nozzle used in the laser processing apparatus as described above, Japanese Patent Laid-Open No. Sho 50/1975 has been proposed.
As described in JP-A-71332, the gas nozzle tip has a double structure, an inert gas is ejected so as to surround the active gas ejected in the center, the cutting speed by laser light and the dimensional accuracy at the time of cutting There are things that improve.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】レーザ加工は、レーザ
光によって与えられる熱エネルギーによりワークの表面
が溶融し、これが熱源となって順次深さ方向に溶融部分
が進むことによって行われる加工であるため、溶融した
ワークの溶湯がスパッタとして飛散することが問題とな
る。例えば、レーザ光によって穴あけ加工を行った時に
は、図１２に示すように溶融物がスパッタ９０となり、
加工された穴９１を中心としてしてワーク９２の表面上
に放射状に飛散し、ワーク９２全体の表面清浄度を悪化
させてその品質を著しく劣化させる。また、複数の穴あ
け加工を行う場合には、先に加工した穴にスパッタが飛
散することによりせっかく加工した穴を塞いでしまうこ
とがあった。The laser processing is processing performed by melting the surface of the work by heat energy given by the laser beam, which serves as a heat source, and the melted portion sequentially advances in the depth direction. The problem is that the molten metal of the melted work is scattered as spatter. For example, when drilling with laser light, the melt becomes spatter 90 as shown in FIG.
Radially scatters around the processed hole 91 on the surface of the work 92, deteriorating the surface cleanliness of the entire work 92 and remarkably deteriorating its quality. Further, in the case of performing a plurality of drilling processes, spatters may scatter into the previously processed holes to block the previously processed holes.
【０００７】このような問題点に対して、先述した従来
のレーザ加工装置においてはなんらの配慮もされていな
かった。また、特開昭５０−７１３３２号公報に記載の
ようにノズルを改良したとしてもこの問題を解決するこ
とはできない。In the above-mentioned conventional laser processing apparatus, no consideration has been given to such a problem. Further, even if the nozzle is improved as described in JP-A-50-71332, this problem cannot be solved.
【０００８】本発明の目的は、上記問題点に鑑み、レー
ザ加工によるスパッタの飛散範囲を制限し、かつその飛
散する向きを制御することにより、ワーク加工後の品質
を向上させることができるレーザ加工用ガスノズル、及
びレーザ加工装置、並びにレーザ加工方法を提供するこ
とである。In view of the above problems, an object of the present invention is to limit the scattering range of spatter due to laser processing and control the scattering direction of the spatter to improve the quality of the work after processing. A gas nozzle for use, a laser processing apparatus, and a laser processing method.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】上記目標を達成するた
め、本発明によれば、ワークに照射されるレーザ光とア
シストガスとを同軸的に先端部分より噴出するレーザ加
工用ガスノズルにおいて、前記先端部分の端面に外周面
へ開口する凹所を形成したことを特徴とするレーザ加工
用ガスノズルが提供される。In order to achieve the above-mentioned object, according to the present invention, in a laser processing gas nozzle for ejecting a laser beam and an assist gas irradiating a work from a tip portion coaxially, the tip is provided. There is provided a gas nozzle for laser processing, characterized in that a recess opening to the outer peripheral surface is formed on the end face of the portion.
【００１０】また、上記目標を達成するため、本発明に
よれば、レーザ発振器と、ワークを載置し前記ワークを
移動させる移動テーブルと、前記レーザ発振器から出力
されるレーザ光を前記ワーク誘導する誘導手段と、前記
ワークに誘導された前記レーザ光を集光させる集光レン
ズと、前記ワーク上の前記レーザ光の集光部にアシスト
ガスを供給するアシストガス供給手段と、前記誘導手段
による前記レーザ光の前記ワークへの照射および前記移
動テーブルの移動を制御する第１の制御手段とを備え、
前記レーザ光を前記ワーク上に集光させ移動テーブルを
移動させて前記ワークを加工するレーザ加工装置におい
て、先端部分の端面に外周面へ開口する凹所が形成され
前記アシストガスを噴出するレーザ加工用ガスノズル
と、前記ガスノズルを前記ワークに対して回転させる回
転手段と、前記移動テーブルの移動方向に応じて前記凹
所が所定の向きを向くように前記回転手段を制御する第
２の制御手段とを有することを特徴とするレーザ加工装
置が提供される。Further, in order to achieve the above-mentioned target, according to the present invention, a laser oscillator, a moving table on which a work is placed and which moves the work, and laser light output from the laser oscillator are guided to the work. Guide means, a condenser lens for condensing the laser light guided to the work, an assist gas supply means for supplying an assist gas to the condensing part of the laser light on the work, and the guide means A first control means for controlling the irradiation of the work with the laser light and the movement of the moving table;
In a laser processing apparatus for processing the work by focusing the laser light on the work and moving a moving table, a laser processing in which a recess opening to the outer peripheral surface is formed at an end face of a tip portion and the assist gas is ejected Gas nozzle, rotating means for rotating the gas nozzle with respect to the work, and second control means for controlling the rotating means so that the recess faces a predetermined direction according to the moving direction of the moving table. There is provided a laser processing apparatus having:
【００１１】また、上記目標を達成するため、本発明に
よれば、レーザ発振器より発振するレーザ光を移動テー
ブルに載置したワークに誘導し、集光レンズによって前
記レーザ光を前記ワークに集光させ、前記ワーク上の前
記レーザ光の集光部にアシストガスを噴出しながら前記
移動テーブルを移動させて前記ワークを加工するレーザ
加工方法において、前記アシストガスの流出する方向を
制御してレーザ加工によるスパッタを先行する加工部分
以外の向きに飛散させることを特徴とするレーザ加工方
法が提供される。Further, in order to achieve the above-mentioned target, according to the present invention, laser light oscillated from a laser oscillator is guided to a work placed on a moving table, and the laser light is focused on the work by a condenser lens. In the laser processing method of processing the work by moving the moving table while ejecting the assist gas to the laser beam focusing portion on the work, the laser processing is performed by controlling the outflow direction of the assist gas. There is provided a laser processing method, characterized in that the sputtering by means is scattered in a direction other than the preceding processed portion.
【００１２】また、上記目標を達成するため、本発明に
よれば、レーザ発振器より発振するレーザ光を移動テー
ブルに載置したワークに誘導し、集光レンズによって前
記レーザ光を前記ワークに集光させ、前記ワーク上の前
記レーザ光の集光部にアシストガスを噴出しながら前記
移動テーブルを移動させて前記ワークを加工し、前記ワ
ークを必要部分と捨材とに切断するレーザ加工方法にお
いて、前記アシストガスの流出する方向を制御してレー
ザ加工によるスパッタを捨材の向きに飛散させることを
特徴とするレーザ加工方法が提供される。Further, in order to achieve the above-mentioned target, according to the present invention, laser light oscillated from a laser oscillator is guided to a work placed on a moving table, and the laser light is focused on the work by a condenser lens. Then, in the laser processing method of processing the work by moving the moving table while ejecting the assist gas to the condensing part of the laser light on the work, cutting the work into necessary parts and scraps, A laser processing method is provided, wherein the outflow direction of the assist gas is controlled to scatter spatter by laser processing in the direction of a scrap material.
【００１３】好ましくは、前記アシストガスの流出する
方向は先端部分の端面に外周面へ開口する凹所を形成し
たレーザ加工用ガスノズルを用いて制御される。Preferably, the direction in which the assist gas flows out is controlled by using a gas nozzle for laser processing in which a recess opening to the outer peripheral surface is formed on the end face of the tip portion.
【００１４】前記レーザ加工用ガスノズルに形成された
前記凹所は、好ましくは、前記先端部分の内周面にも開
口している。The recess formed in the gas nozzle for laser processing preferably also opens to the inner peripheral surface of the tip portion.
【００１５】[0015]
【作用】レーザ加工用ガスノズルの先端部分の端面が均
一な形状である場合には、アシストガスにかかる抵抗が
均一になりアシストガスは均一に流出し、このアシスト
ガスに同伴されてスパッタは均一に放射状に飛散する。
ところが、本発明のレーザ加工用ガスノズルにおいて
は、先端部分の端面に外周面へ開口する凹所を形成する
ことにより、レーザ加工によるスパッタがこの凹所の向
きに選択的に飛散する。これは、凹所の部分におけるア
シストガスにかかる抵抗が少なくなるので、アシストガ
スは凹所の部分に選択的に流出し、従ってスパッタがこ
のアシストガスの流出する向きに同伴され、凹所の向き
に多く飛散しそれ以外の向きには殆ど飛散しないように
なるためであると推測される。これにより、スパッタの
飛散範囲が制限され、その飛散の向きの制御が可能とな
る。When the end surface of the tip portion of the gas nozzle for laser processing has a uniform shape, the resistance applied to the assist gas becomes uniform and the assist gas flows out uniformly. Radially scattered.
However, in the gas nozzle for laser processing of the present invention, by forming a recess that opens to the outer peripheral surface on the end face of the tip portion, the sputtering by laser processing is selectively scattered in the direction of this recess. This is because the resistance applied to the assist gas in the recess portion is reduced, so that the assist gas selectively flows into the recess portion, so that the spatter is entrained in the assist gas outflow direction, and It is presumed that this is because a large amount of particles are scattered and the particles are hardly scattered in other directions. As a result, the scattering range of the spatter is limited, and the direction of the scattering can be controlled.
【００１６】上記凹所は、ガスノズルの先端部分の端面
においてガスノズルの外周面へ開口するよう形成される
が、これをガスノズルの内周面へも開口するように形成
することにより、凹所の部分の抵抗がさらに少なくな
り、アシストガスの流出する範囲、従ってスパッタの飛
散する範囲がさらに制限される。これにより、ガスノズ
ルをさらにワークに近づけてスパッタの飛散範囲を一層
制限することも可能となる。The recess is formed so as to open to the outer peripheral surface of the gas nozzle at the end surface of the tip portion of the gas nozzle. By forming this so as to also open to the inner peripheral surface of the gas nozzle, the recess portion is formed. Resistance is further reduced, and the range in which the assist gas flows out, and hence the range in which spatter is scattered, is further limited. This makes it possible to bring the gas nozzle closer to the work and further limit the scattering range of the spatter.
【００１７】また、上記のようなレーザ加工用ガスノズ
ルが搭載されたレーザ加工装置においては、レーザ光の
ワークへの照射および移動テーブルの移動は第１の制御
手段で制御され、スパッタの飛散する向きは第２の制御
手段で制御される。第２の制御手段は、ガスノズルをワ
ークに対して回転させる回転手段を制御し、移動テーブ
ルの移動する方向に応じてガスノズルの凹所が所定の向
きに向けられ、これによってレーザ加工する方向に応じ
た所定の方向にスパッタが飛散する。Further, in the laser processing apparatus equipped with the laser processing gas nozzle as described above, the irradiation of the laser beam onto the work and the movement of the moving table are controlled by the first control means, and the direction in which the spatter is scattered. Are controlled by the second control means. The second control means controls the rotating means for rotating the gas nozzle with respect to the work, and the recess of the gas nozzle is oriented in a predetermined direction according to the moving direction of the moving table, whereby the laser processing direction is changed. The spatter is scattered in a predetermined direction.
【００１８】また、上記のようなレーザ加工用ガスノズ
ルを用い、アシストガスを噴出しながら移動テーブルに
よりワークを移動させてレーザ加工を行う場合、ガスノ
ズルの凹所の向きを制御してアシストガスの流出する方
向を制御し、先行する加工部分以外の向きにスパッタを
飛散させることにより、例えば、複数の近接した穴あけ
加工を行う場合に、先に加工した穴にスパッタが飛散し
その穴を塞ぐことが防止されるなど、先行する加工部分
へのスパッタの飛散を防止することが可能となる。When laser machining is performed by using the gas nozzle for laser machining as described above and moving the work by the moving table while ejecting the assist gas, the direction of the recess of the gas nozzle is controlled and the assist gas flows out. By controlling the direction of spraying and scattering the spatter in a direction other than the preceding processing part, for example, when performing multiple drilling operations in close proximity, the spatter may scatter into the previously processed hole and block that hole. As a result, it is possible to prevent scattering of spatter to the preceding processed portion.
【００１９】また、上記のようなレーザ加工用ガスノズ
ルを用いたレーザ加工によりワークを必要部分と捨材と
に切断する場合、ガスノズルの凹所の向きを制御してア
シストガスの流出する方向を制御し、捨材にスパッタを
飛散させることにより、必要部分の方にスパッタが飛散
せずに良好な表面清浄度が保たれる。また、捨材は最終
的に廃棄されるので、スパッタがその表面に選択的に飛
散しても問題ない。Further, when the work is cut into the required portion and the scrap by the laser processing using the gas nozzle for laser processing as described above, the direction of the recess of the gas nozzle is controlled to control the outflow direction of the assist gas. However, by scattering the spatter on the waste material, the spatter does not scatter to the necessary portion, and good surface cleanliness is maintained. Further, since the waste material is finally discarded, there is no problem even if the spatter is selectively scattered on the surface.
【００２０】[0020]
【実施例】本発明の一実施例について、図１から図５に
より説明する。まず、本実施例のレーザ加工装置の構成
について説明する。図１に示すように、本実施例のレー
ザ加工装置は、レーザ光を出力するレーザ発振器１、被
加工物であるワーク２を搭載し水平面内（Ｘ軸方向およ
びＹ軸方向）に移動自在なＸＹテーブル３、レーザ発振
器１を上下方向（Ｚ軸方向）に移動させるＺテーブル
４、レーザ発振器１に付設された加工ヘッド５、加工ヘ
ッド５の底面にワーク２に臨むように付設されたノズル
部６、レーザ発振器１でのレーザ発振のための電力を供
給する電源７、ＸＹテーブル３の水平面内（Ｘ軸方向及
びＹ軸方向）の移動動作、Ｚテーブル４の上下方向（Ｚ
軸方向）の移動動作、レーザ発振器１の発振動作、及び
後述する回転手段４０の回転動作を制御するコントロー
ラ８を備えている。尚、図示を省略したが、コントロー
ラ８においては、第１の制御手段がＸＹテーブル３の水
平面内の移動動作、Ｚテーブル４の上下方向の移動動
作、及びレーザ発振器１の発振動作を制御し、第２の制
御手段が回転手段４０の回転動作を制御するよう構成さ
れている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. First, the configuration of the laser processing apparatus of this embodiment will be described. As shown in FIG. 1, the laser processing apparatus of this embodiment is equipped with a laser oscillator 1 that outputs laser light and a workpiece 2 that is a workpiece, and is movable in a horizontal plane (X-axis direction and Y-axis direction). An XY table 3, a Z table 4 for moving the laser oscillator 1 in the vertical direction (Z-axis direction), a machining head 5 attached to the laser oscillator 1, and a nozzle portion attached to the bottom surface of the machining head 5 so as to face the work 2. 6, a power supply 7 for supplying electric power for laser oscillation in the laser oscillator 1, a movement operation of the XY table 3 in a horizontal plane (X-axis direction and Y-axis direction), a vertical direction of the Z table 4 (Z
A controller 8 for controlling a moving operation in the axial direction, an oscillating operation of the laser oscillator 1, and a rotating operation of a rotating means 40 described later is provided. Although not shown, in the controller 8, the first control means controls the movement operation of the XY table 3 in the horizontal plane, the movement operation of the Z table 4 in the vertical direction, and the oscillation operation of the laser oscillator 1, The second control means is configured to control the rotating operation of the rotating means 40.
【００２１】図１に示すレーザ加工装置によりレーザ光
がワークへ照射される状況を図２により説明する。尚、
図２は原理図であって、加工ヘッド及びノズル部の詳細
な構成及び機能については図３を用いて後述する。図２
において、レーザ発振器１から加工ヘッド５に対し、レ
ーザ光９が入射する。加工ヘッド５の内部の光学系に
は、ベンディングミラー１０が設けられ、レーザ光９を
反射させてワーク２の方向に誘導する。また、ワーク２
に臨むように位置するノズル部６の内部には集光レンズ
１１が配設されており、ワーク２の加工面での加工を可
能にする所要のエネルギ密度を有するように、この集光
レンズ１１によって充分に集光される。集光されたレー
ザ光９は、ノズル部６のノズル先端部分から外部に出力
され、ワーク２上の加工位置Ｐに照射される。さらに、
ノズル部６にはアシストガス供給口２８が設けられてお
り、ノズル部６のノズル先端部分からはアシストガスが
上記レーザ光９と同軸的に加工位置Ｐに噴出される。A situation in which the laser beam is applied to the work by the laser processing apparatus shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG. still,
FIG. 2 is a principle diagram, and detailed configurations and functions of the processing head and the nozzle unit will be described later with reference to FIG. Figure 2
At, the laser beam 9 is incident on the processing head 5 from the laser oscillator 1. A bending mirror 10 is provided in the optical system inside the processing head 5 to reflect the laser beam 9 and guide it in the direction of the work 2. Also, work 2
A condenser lens 11 is disposed inside the nozzle portion 6 positioned so as to face the condenser lens 11 and has a required energy density that enables processing on the processing surface of the workpiece 2. Is fully condensed by. The focused laser beam 9 is output from the nozzle tip portion of the nozzle portion 6 to the outside and is irradiated to the processing position P on the work 2. further,
The nozzle portion 6 is provided with an assist gas supply port 28, and the assist gas is ejected from the nozzle tip portion of the nozzle portion 6 to the processing position P coaxially with the laser beam 9.
【００２２】上記の構成において、レーザ光９による加
工は次のように行なわれる。集光レンズ１１によって集
光されたレーザ光９が集光レンズ１１によってワーク２
の加工面上の位置Ｐで焦点を結ぶようにＺテーブル４
（図１参照）を動作させ、上下方向の位置関係を調整す
ることにより位置設定を行う。その後、コントローラ８
の制御の下で、アシストガスを供給し、レーザ発振器１
を発振動作させ、レーザ光９をワーク２上に照射する。
このレーザ光９は充分な熱エネルギになるまで集光され
ており、ワーク２表面の照射された部分が溶融し、これ
が熱源となってこの溶融が表面から順次深さ方向に向っ
て進行し、やがてワーク２を貫通してワーク２の穴があ
けられる。そして、コントローラ８の制御の下でＸＹテ
ーブル３を所要の軌跡で移動させ、切断すべき部分に沿
ってレーザ光９を移動させることによりワーク２の切断
加工が行われる。この時、レーザ加工によって溶融した
ワークの溶湯がスパッタとして飛散するが、ノズル先端
部分の形状によってその飛散範囲が制限される。このノ
ズル先端部分の形状及び機能については後述する。In the above structure, the processing with the laser beam 9 is performed as follows. The laser beam 9 condensed by the condenser lens 11 is transmitted by the condenser lens 11 to the work 2
Z table 4 to focus at position P on the machined surface
The position is set by operating (see FIG. 1) and adjusting the positional relationship in the vertical direction. Then the controller 8
The laser oscillator 1 is supplied with the assist gas under the control of
Is oscillated to irradiate the work 2 with the laser beam 9.
The laser light 9 is condensed until the heat energy becomes sufficient, the irradiated portion of the surface of the work 2 is melted, and this serves as a heat source, and the melting progresses sequentially from the surface in the depth direction, Eventually, a hole for the work 2 is drilled through the work 2. Then, under the control of the controller 8, the XY table 3 is moved along a desired locus, and the laser beam 9 is moved along the portion to be cut, so that the work 2 is cut. At this time, the molten metal of the work melted by the laser processing is scattered as spatter, but the scattering range is limited by the shape of the tip of the nozzle. The shape and function of the nozzle tip portion will be described later.
【００２３】次に、上記レーザ加工装置のノズル部の構
成を説明する。図３に示すように、ノズル部６には、加
工ヘッド５底部に固定された固定外筒２１、レンズ支持
部材１１ａによって固定外筒２１に固定された前述の集
光レンズ１１、固定外筒２１に軸受２２で回転自在に支
持された回転内筒２３、回転内筒２３にプーリー２４及
び２５に架けられたベルト２６を介して回転を伝えるモ
ータ２７、アシストガスをノズル部６に供給するアシス
トガス供給口２８、回転内筒２３に固定されると共に軸
受２９に回転自在に支持されアシストガスを噴出するガ
スノズル３０が備えられている。上記軸受２２、回転内
筒２３、プーリー２４，２５、ベルト２６、モータ２
７、及び軸受２９により回転手段４０が構成される。Next, the structure of the nozzle portion of the laser processing apparatus will be described. As shown in FIG. 3, in the nozzle portion 6, a fixed outer cylinder 21 fixed to the bottom of the processing head 5, the above-described condenser lens 11 fixed to the fixed outer cylinder 21 by the lens support member 11a, and the fixed outer cylinder 21. A rotating inner cylinder 23 rotatably supported by a bearing 22; a motor 27 for transmitting the rotation to the rotating inner cylinder 23 via a belt 26 suspended between pulleys 24 and 25; an assist gas for supplying an assist gas to the nozzle portion 6. A gas nozzle 30 is provided which is fixed to the supply port 28 and the rotating inner cylinder 23 and is rotatably supported by a bearing 29 to eject an assist gas. The bearing 22, the rotating inner cylinder 23, the pulleys 24 and 25, the belt 26, the motor 2
The rotating means 40 is composed of the bearing 7 and the bearing 29.
【００２４】図４（ａ）及び（ｂ）に本実施例のレーザ
加工用ガスノズルの先端部分近傍の形状を示す。尚、図
４（ｂ）は図４（ａ）のＩＶ−Ｂ方向から見た図であ
る。ガスノズル３０には、その先端部分の端面３０ａに
おいて外周面３０ｂへ開口する凹所３０ｃが設けられて
おり、これにより、前述のようにレーザ加工によるスパ
ッタがこの凹所３０ｃの向きに選択的に飛散し、その飛
散範囲が制限される。これは、凹所３０ｃの部分におけ
るアシストガスにかかる抵抗が少なくなるので、アシス
トガスが凹所３０ｃの部分に選択的に流出し、従ってス
パッタがこのアシストガスの流出する向きに同伴され、
凹所３０ｃの向きに多く飛散しそれ以外の向きには殆ど
飛散しないようになるためであると推測される。尚、も
し、ガスノズル３０の先端部分の端面３０ａが均一な形
状である場合には、アシストガスにかかる抵抗が均一に
なりアシストガスは均一に流出し、このアシストガスに
同伴されてスパッタは均一に放射状に飛散し、ワーク全
体の表面清浄度を悪化させてしまう。FIGS. 4A and 4B show the shape of the vicinity of the tip of the gas nozzle for laser processing of this embodiment. Note that FIG. 4B is a view seen from the IV-B direction in FIG. The gas nozzle 30 is provided with a recess 30c that opens to the outer peripheral surface 30b at the end face 30a at the tip end thereof, and as a result, as described above, the sputtering by laser processing is selectively scattered in the direction of the recess 30c. However, the scattering range is limited. This is because the resistance applied to the assist gas in the portion of the recess 30c decreases, so that the assist gas selectively flows out to the portion of the recess 30c, so that the spatters are entrained in the outflow direction of the assist gas,
It is presumed that this is because a large amount of particles are scattered in the direction of the recess 30c and hardly scattered in other directions. If the end surface 30a at the tip of the gas nozzle 30 has a uniform shape, the resistance applied to the assist gas becomes uniform and the assist gas flows out uniformly, and the assist gas is entrained and the spatter becomes uniform. Radially scatters, deteriorating the surface cleanliness of the entire work.
【００２５】図３に戻り、ノズル部６において、モータ
２７はコントローラ８（図１参照）に制御されることに
より回転し、このモータ２７の回転がプーリー２４及び
２５に架けられたベルト２６を介して伝えられることに
より回転内筒２３が回転する。ガスノズル３０は回転内
筒２３に固定されているので、回転内筒２３と同時に回
転する。即ち、回転内筒２３及びガスノズル３０は軸受
２２及び軸受２９に支持されながら一体となって集光レ
ンズ１１の軸のまわりに回転することになる。そこで、
ＸＹテーブル３０の移動方向、即ちレーザ加工する方向
に応じてモータ２７の回転をコントローラ８で制御すれ
ば、ガスノズル３０、従って凹所３０ｃの位置もそれに
伴って回転し、範囲が制限されたスパッタの飛散の向き
をＸＹテーブル３０の移動方向、即ちレーザ加工する方
向に応じて制御することができる。Returning to FIG. 3, in the nozzle portion 6, the motor 27 is rotated by being controlled by the controller 8 (see FIG. 1), and the rotation of the motor 27 is mediated by the belt 26 spanning the pulleys 24 and 25. The rotary inner cylinder 23 rotates by being transmitted. Since the gas nozzle 30 is fixed to the rotating inner cylinder 23, it rotates simultaneously with the rotating inner cylinder 23. That is, the rotating inner cylinder 23 and the gas nozzle 30 rotate integrally around the axis of the condenser lens 11 while being supported by the bearing 22 and the bearing 29. Therefore,
If the rotation of the motor 27 is controlled by the controller 8 in accordance with the moving direction of the XY table 30, that is, the direction of laser processing, the position of the gas nozzle 30, and hence the recess 30c, also rotates accordingly, and the spatter of the range is limited. The scattering direction can be controlled according to the moving direction of the XY table 30, that is, the laser processing direction.
【００２６】次に、上記レーザ加工装置を用いて、例え
ば複数の近接した穴あけ加工を行う場合の動作を図５に
より説明する。穴あけ加工は、図中各穴に付した符号
Ａ，Ｂ，Ｃ，・・・の順番に行われる。また、ガスノズ
ル３０の凹所３０ｃの向きは図中矢印の向きに固定され
るようにコントローラ８で制御される。この時のスパッ
タ５０が飛散する向きは、図に示すようになるように凹
所３０ｃの向きとなり、例えば穴Ａと穴Ｌとの関係でみ
た場合、穴Ａを加工する際には穴Ｌの向きにスパッタが
飛ぶが、このスパッタは後ほど行われる穴Ｌの加工には
なんら影響しない。しかも、穴Ｌを加工する際のスパッ
タは穴Ａとは反対の向きに飛ぶので、穴Ａをこのスパッ
タで塞ぐことがない。これ以外の隣接する穴についても
同様であり、穴づまりの問題は生じない。つまり、先行
する加工部分へのスパッタの飛散を防止することができ
る。尚、図５のような加工を行う場合、回転手段４０を
構成する軸受２２、回転内筒２３、プーリー２４，２
５、ベルト２６、モータ２７、及び軸受２９を省略し、
ノズル部６において凹所３０ｃの向きを図中矢印の向き
に固定する構造としてもよい。また、凹所３０ｃの向き
は、先行する加工部分以外へスパッタが飛散する向きで
あれば図中矢印以外の向きになるように制御してもよ
い。Next, the operation when, for example, a plurality of adjacent hole drilling processes are performed using the above laser processing apparatus will be described with reference to FIG. The drilling process is performed in the order of symbols A, B, C, ... The direction of the recess 30c of the gas nozzle 30 is controlled by the controller 8 so as to be fixed in the direction of the arrow in the figure. The direction in which the spatter 50 is scattered at this time is the direction of the recess 30c as shown in the figure. For example, when looking at the relationship between the hole A and the hole L, when the hole A is processed, The spatter flies in the direction, but this spatter has no effect on the processing of the hole L performed later. Moreover, since the spatter at the time of processing the hole L flies in the direction opposite to that of the hole A, the hole A is not blocked by this spatter. The same applies to other adjacent holes, and the problem of hole clogging does not occur. That is, it is possible to prevent the spatter from scattering to the preceding processed portion. In the case of performing the processing as shown in FIG. 5, the bearing 22, the rotating inner cylinder 23, the pulleys 24, 2 which constitute the rotating means 40.
5, the belt 26, the motor 27, and the bearing 29 are omitted,
The nozzle portion 6 may have a structure in which the direction of the recess 30c is fixed in the direction of the arrow in the figure. Further, the direction of the recess 30c may be controlled to be a direction other than the arrow in the figure as long as the spatter is scattered to a portion other than the preceding processed portion.
【００２７】以上のように本実施例によれば、ガスノズ
ル３０の先端部分の端面３０ａに外周面３０ｂへ開口す
る凹所３０ｃを形成するので、スパッタが凹所３０ｃの
向きに選択的に飛散し、その飛散範囲が制限される。ま
た、ノズル部６に、ノズル３０をワーク２に対して回転
させる回転手段４０を設け、ＸＹテーブル３０の移動方
向に応じて凹所３０ｃが所定の向きに向くようにコント
ローラ８で制御するので、スパッタの飛散の向きを制御
することができる。As described above, according to this embodiment, since the recess 30c opening to the outer peripheral surface 30b is formed on the end surface 30a at the tip of the gas nozzle 30, the spatter is selectively scattered in the direction of the recess 30c. , Its scattering range is limited. Further, since the nozzle unit 6 is provided with the rotating means 40 for rotating the nozzle 30 with respect to the work 2, and the controller 8 controls the recess 30c to face a predetermined direction according to the moving direction of the XY table 30, The direction of spatter scattering can be controlled.
【００２８】また、上記のようにスパッタの飛散の向き
を制御するので、複数の近接した穴あけ加工を行う場合
に、先に加工した穴にスパッタが飛散することを防止
し、その穴を塞ぐことを防止することができる。即ち、
先行する加工部分へのスパッタの飛散を防止することが
できる。Further, since the direction of spatter scattering is controlled as described above, it is necessary to prevent the spatter from scattering in the previously processed hole and close the hole when a plurality of adjacent holes are drilled. Can be prevented. That is,
It is possible to prevent spatter from scattering to the preceding processed portion.
【００２９】次に、本発明の他の実施例について図６か
ら図９により説明する。本実施例のレーザ加工装置は、
前述の実施例のレーザ加工用ガスノズルを用い、ワーク
を必要部分と捨材とに切断する場合のものである。尚、
以下の説明ではベクトルを英文字の右肩に＊（スター）
を付すことによって表す。Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The laser processing apparatus of this embodiment is
This is a case where the laser processing gas nozzle of the above-described embodiment is used to cut a work into necessary parts and scraps. still,
In the following explanation, the vector is placed on the right shoulder of the English letters * (star)
It is represented by adding.
【００３０】図６において、ワーク２は図中矢印で示す
ような加工点Ｑの軌跡により円形に切断加工され、切断
された円の内側の部分が必要部分２ａとなり、円の外側
の部分が捨材２ｂとなる。この時、ガスノズル３０の凹
所３０ｃ（図４の（ｂ）参照）の向きは捨材２ｂの方に
向けられ、これによってスパッタは捨材２ｂの方に飛散
し、必要部分２ａの方にはスパッタが飛散せずに良好な
表面清浄度が保たれる。凹所３０ｃの向きは、図に示す
ように、ＸＹテーブル３の移動によりワーク２上の加工
点Ｑが移動する速度ベクトル（以下、加工速度ベクトル
という）Ｖ*に直交するベクトルＳ*の向きに常に一致す
るようにしておくのが、必要部分２ａにスパッタが飛散
する恐れがなく、最も好ましい。このような凹所３０
ｃ、従ってノズル３０の向きは、コントローラ８におい
てワーク２上の加工点の座標Ｑ（Ｘ，Ｙ）を読み取り、
この時間変化から速度ベクトルＶ*を計算し、さらにＶ*
に直交するベクトルＳ*を計算し、Ｓ*の向きに凹所３０
ｃが向くように前述の回転手段４０を制御することによ
り制御される。In FIG. 6, the work 2 is circularly cut by the locus of the processing point Q as shown by the arrow in the drawing, the inside part of the cut circle becomes the required part 2a, and the outside part of the circle is discarded. It becomes the material 2b. At this time, the direction of the recess 30c (see FIG. 4 (b)) of the gas nozzle 30 is directed toward the waste material 2b, so that the spatter is scattered toward the waste material 2b, and the necessary portion 2a is moved toward the waste material 2a. Good surface cleanliness is maintained without spattering. The direction of the recess 30c is, as shown in the figure, the direction of a vector S * orthogonal to a velocity vector (hereinafter referred to as a machining velocity vector) V * at which the machining point Q on the workpiece 2 moves by the movement of the XY table 3. It is most preferable that they always coincide with each other because there is no fear that the spatter will scatter on the necessary portion 2a. Such a recess 30
c, therefore, the direction of the nozzle 30, the coordinates Q (X, Y) of the processing point on the work 2 is read by the controller 8,
The velocity vector V * is calculated from this time change, and then V *
The vector S * perpendicular computed, the recess 30 in the direction of S *
It is controlled by controlling the above-mentioned rotating means 40 so that c is oriented.
【００３１】以下、コントローラ８における凹所３０ｃ
の向きの制御について図７から図９により説明する。こ
こでは一般的な説明とするため、図７に示すように、速
度ベクトルＶ*の向きとθの角度をなすベクトルＴ
*（θ）に凹所３０ｃの向きを一致させるものとする。
尚、θは反時計まわりを正とする。また、加工点Ｑ
n（Ｘn，Ｙn）は微小時間Δｔ後にＱn+1（Ｘn+1，
Ｙn+1）に移動したとする（但し、ｎ＝０，１，２，・
・・）。この時、速度ベクトルＶ*は、Hereinafter, the recess 30c in the controller 8
The control of the direction will be described with reference to FIGS. For the sake of general description, as shown in FIG. 7, a vector T that forms an angle θ with the direction of the velocity vector V * is used.
* It is assumed that the direction of the recess 30c is aligned with (θ).
Note that θ is positive in the counterclockwise direction. Also, the processing point Q
n (X n , Y n ) is Q n + 1 (X n + 1 ,
Y n + 1 ) (where n = 0, 1, 2, ...
・ ・). At this time, the velocity vector V * is
【００３２】[0032]
【数式１】 [Formula 1]
【００３３】で表される。厳密にはＶ*は各座標変化分
の時間微分として、It is represented by Strictly speaking, V * is the time derivative of each coordinate change,
【００３４】[0034]
【数式２】 [Formula 2]
【００３５】で表されるが、制御上は式（１）でΔｔを
ごく短い時間とすれば式（２）の結果とほぼ等しくな
る。## EQU3 ## In terms of control, if Δt in equation (1) is set to be a very short time, the result is approximately equal to the result of equation (2).
【００３６】また、角度θの回転を表す回転行列Ｒ
（θ）は、A rotation matrix R representing the rotation of the angle θ
(Θ) is
【００３７】[0037]
【数式３】 [Formula 3]
【００３８】と表せるから、Ｖ*の向きとθの角度をな
すベクトルＴ*（θ）は、Therefore, the vector T * (θ) which forms the angle θ with the direction of V * is
【００３９】[0039]
【数式４】 [Formula 4]
【００４０】と求められる。Is calculated.
【００４１】以上のようにして求められるＴ*（θ）に
凹所３０ｃを向ける制御について、図８及び図９のフロ
ーチャートにより説明する。尚、図８及び図９のフロー
チャートはコントローラ８に格納されている。図８にお
いて、制御がスタートすると、まず、ステップ１００に
おいて、ワーク２上の加工点の初期位置、即ちＸＹテー
ブル３の初期位置Ｑ0の座標（Ｘ0，Ｙ0）を読み込み、
ステップ２００のサブルーチンにおいて以下に説明する
ように順次加工点Ｑn（但し、ｎ＝０，１，２，・・
・）の座標を読み込んでノズル３０の回転制御を行う。
そして、ステップ３００でこの制御を終わるかどうかの
判断を行い、回転制御を続ける場合には再びステップ２
００に戻り、回転制御を終わる場合にはステップ２００
に戻らないで制御を停止する。The control for directing the recess 30c to T * (θ) obtained as described above will be described with reference to the flowcharts of FIGS. 8 and 9. The flowcharts of FIGS. 8 and 9 are stored in the controller 8. In FIG. 8, when the control starts, first, in step 100, the initial position of the machining point on the work 2, that is, the coordinates (X 0 , Y 0 ) of the initial position Q 0 of the XY table 3 is read,
In the subroutine of step 200, as will be described below, processing points Q n (where n = 0, 1, 2, ...
The coordinates of () are read to control the rotation of the nozzle 30.
Then, in step 300, it is judged whether or not this control should be ended.
00, and if the rotation control is to end, step 200
Stop control without returning to.
【００４２】次に、上記ステップ１０２のサブルーチン
について説明する。まず、ステップ２０１で、先述の微
小時間Δｔを計時し、時間Δｔが経過するとステップ２
０２で加工点の座標Ｑn+1（Ｘn+1，Ｙn+1）を読み込む
（但し、ｎ＝０，１，２，・・・）。次に、ステップ２
０３において、ステップ２０２で読み込んだ座標Ｑn+1
（Ｘn+1，Ｙn+1）と、時間Δｔ前に読み込んだの座標Ｑ
n（Ｘn，Ｙn）とを用いて、式（１）に従ってＶ*を計算
し、さらにステップ２０４において、式（４）に従って
Ｔ*（θ）を求める。そして、ステップ２０５で上記ベ
クトルＴ*（θ）の向きに凹所３０ｃが向くように回転
手段４０によってノズル３０を回転させてサブルーチン
を終わる。Next, the subroutine of step 102 will be described. First, in step 201, the minute time Δt described above is measured, and when the time Δt elapses, step 2
At 02, the coordinates Q n + 1 (X n + 1 , Y n + 1 ) of the processing point are read (however, n = 0, 1, 2, ...). Next, step 2
In 03, the coordinates Q n + 1 read in step 202
(X n + 1 , Y n + 1 ) and the coordinate Q read before time Δt
Using n (X n , Y n ), V * is calculated according to the equation (1), and in step 204, T * (θ) is obtained according to the equation (4). Then, in step 205, the nozzle 30 is rotated by the rotating means 40 so that the recess 30c faces the direction of the vector T * (θ), and the subroutine ends.
【００４３】このようにして、速度ベクトルＶ*の向き
とθの角度をなすベクトルＴ*（θ）に凹所３０ｃの向
きを一致させる制御が行われる。角度θの値は、予め加
工する条件に応じて決められコントローラ８に入力され
る。本実施例の場合は、θ＝９０°であるから、In this way, control is performed so that the direction of the recess 30c matches the vector T * (θ) forming an angle θ with the direction of the velocity vector V * . The value of the angle θ is determined in advance according to the processing conditions and is input to the controller 8. In the case of this embodiment, since θ = 90 °,
【００４４】[0044]
【数式５】 [Formula 5]
【００４５】となる。尚、本実施例とは逆に円の内側の
部分を捨材とし、円の外側の部分を必要部分とするため
には、θ＝２７０°とすればよい。また、これ以外に
も、θとしては、加工の条件に応じて適当な値を選択し
てもよい。It becomes In contrast to the present embodiment, θ = 270 ° may be set in order to use the inner part of the circle as a scrap material and the outer part of the circle as a necessary part. In addition to this, as θ, an appropriate value may be selected according to the processing conditions.
【００４６】以上のように本実施例によれば、ワーク２
を必要部分２ａと捨材２ｂとに切断する場合、ガスノズ
ル３０の凹所３０ｃの向きを、捨材２ｂの方向にスパッ
タが飛ぶ向きとなるよう制御するので、必要部分２ａの
方にスパッタを飛散させずに良好な表面清浄度を保つこ
とができる。この場合、速度ベクトルに直交するベクト
ルの向きにガスノズル３０の凹所３０ｃを向けることが
最も好ましい。尚、上記の制御方法はあくまでも一例で
あって、適切な制御方法はこれ以外にも存在する。As described above, according to this embodiment, the work 2
When cutting the required portion 2a and the scrap 2b, since the direction of the recess 30c of the gas nozzle 30 is controlled so that the spatter will fly in the direction of the scrap 2b, the spatter is scattered toward the required portion 2a. It is possible to maintain good surface cleanliness without doing so. In this case, it is most preferable to orient the recess 30c of the gas nozzle 30 in the direction of the vector orthogonal to the velocity vector. The above control method is merely an example, and there are other suitable control methods.
【００４７】本発明のさらに他の実施例について、図１
０及び図１１により説明する。本実施例は、ノズルの先
端部分に設けられる凹所の形状を変更したものである。
前述の実施例では、ガスノズルの先端部分の端面に外周
面へ開口するような形状の凹所を形成したが、本実施例
では、図１０（ａ）及び（ｂ）に示すように、ガスノズ
ル３０の先端部分の端面３０ａにおいて、ガスノズル３
０の外周面３０ｂのみならず内周面３０ｄへも開口する
ように凹所３０ｅを形成する。即ち、凹所３０ｅは端面
３０ａの一部に溝状に形成されることになる。また、さ
らに他の実施例として、図１０のようにノズルの縦断面
で見た切り口が、ガスノズルの先端部分の端面に対して
傾斜した溝状の凹所ではなく、図１１に示すように、断
面の切り口が端面３０ａに対して平行になるような溝状
の凹所３０ｆを形成してもよい。上記２つの実施例によ
れば、凹所３０ｅまたは３０ｆの部分でのアシストガス
の抵抗がさらに少なくなるので、ガスノズルをさらにワ
ークに近づけてスパッタの飛散範囲を一層制限すること
ができる。FIG. 1 shows still another embodiment of the present invention.
0 and FIG. In this embodiment, the shape of the recess provided at the tip of the nozzle is changed.
In the above-described embodiment, the recess having a shape that opens to the outer peripheral surface is formed on the end surface of the tip portion of the gas nozzle, but in this embodiment, as shown in FIGS. At the end face 30a of the tip of the gas nozzle 3
The recess 30e is formed so as to open not only on the outer peripheral surface 30b of 0 but also on the inner peripheral surface 30d. That is, the recess 30e is formed in a groove shape in a part of the end surface 30a. Further, as still another embodiment, as shown in FIG. 10, the cut end as seen in the vertical cross section of the nozzle is not a groove-shaped recess inclined with respect to the end face of the tip portion of the gas nozzle, but as shown in FIG. A groove-shaped recess 30f may be formed such that the cut end of the cross section is parallel to the end surface 30a. According to the above-described two embodiments, the resistance of the assist gas in the recess 30e or 30f is further reduced, so that the gas nozzle can be brought closer to the work to further limit the spattering range.
【００４８】[0048]
【発明の効果】本発明によれば、レーザ加工用ガスノズ
ルの先端部分の端面に外周面へ開口する凹所を形成する
ので、スパッタが凹所の向きに選択的に飛散し、その飛
散範囲を制限することができる。According to the present invention, since a recess opening to the outer peripheral surface is formed on the end face of the tip end portion of the gas nozzle for laser processing, spatter selectively scatters in the direction of the recess, and the scattering range is reduced. Can be restricted.
【００４９】また、上記凹所をガスノズルの内周面へも
開口するよう形成するので、スパッタの飛散する範囲を
さらに制限することができ、ガスノズルをさらにワーク
に近づけてスパッタの飛散範囲を一層制限することもで
きる。Further, since the above-mentioned recess is formed so as to open to the inner peripheral surface of the gas nozzle, it is possible to further limit the scattering range of the spatter, and the gas nozzle can be brought closer to the work to further limit the scattering range of the spatter. You can also do it.
【００５０】また、レーザ加工装置に上記のようなレー
ザ加工用ガスノズルと、このガスノズルを回転させる回
転手段を設け、第２の制御手段で回転手段を制御し、移
動テーブルの移動方向に応じてガスノズルの凹所を所定
の向きに向けるので、スパッタが飛散する向きを制御す
ることができる。Further, the laser processing apparatus is provided with the above-described laser processing gas nozzle and rotating means for rotating this gas nozzle, and the rotating means is controlled by the second control means so that the gas nozzle can be moved in accordance with the moving direction of the moving table. Since the concave portion of is spouted in a predetermined direction, the direction in which the spatter is scattered can be controlled.
【００５１】また、上記のような制御により、先行する
加工部分へのスパッタの飛散を防止することができ、ま
た必要部分の方にスパッタを飛散させずに良好な表面清
浄度を保つことができる。Further, by the control as described above, it is possible to prevent the scattering of the spatter to the preceding processed portion, and it is possible to maintain a good surface cleanness without scattering the spatter to the necessary portion. .
【００５２】以上のことにより、ワーク加工後の品質を
向上させることができる。As described above, the quality after processing the work can be improved.
【図１】本発明のレーザ加工装置の一実施例を示す図で
ある。FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a laser processing apparatus of the present invention.
【図２】図１のレーザ加工装置によりレーザ光がワーク
へ照射される状況を説明する図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a situation in which a laser beam is applied to a work by the laser processing apparatus of FIG.
【図３】図１のレーザ加工装置のノズル部の構成を説明
する断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a nozzle unit of the laser processing device in FIG.
【図４】図４のレーザ加工用ガスノズルの形状を示す図
であって、（ａ）は先端部分の縦断面図、（ｂ）は
（ａ）をＩＶ−Ｂ方向から見た図である。4A and 4B are diagrams showing the shape of the gas nozzle for laser processing of FIG. 4, in which FIG. 4A is a vertical cross-sectional view of the tip portion, and FIG. 4B is a view of FIG. 4A viewed from the IV-B direction.
【図５】図１のレーザ加工装置を用いて、複数の近接し
た穴あけ加工を行う場合の動作を説明する図である。5A and 5B are views for explaining the operation when a plurality of adjacent hole-drilling processes are performed by using the laser processing apparatus of FIG.
【図６】本発明のレーザ加工装置の他の実施例を示す図
であって、ワークを必要部分と捨材とに切断する状況を
説明する図である。FIG. 6 is a diagram showing another embodiment of the laser processing apparatus of the present invention, which is a diagram for explaining a situation in which a work is cut into necessary parts and scraps.
【図７】図６の実施例において、加工点Ｑn（Ｘn，
Ｙn）、Ｑn+1（Ｘn+1，Ｙn+1）、速度ベクトルＶ*、及
びベクトルＴ*（θ）の関係を説明する図である。FIG. 7 is a diagram showing the processing point Q n (X n ,
Y n), Q n + 1 (X n + 1, Y n + 1), the velocity vector V *, and illustrates the relationship of the vector T * (θ).
【図８】図６の実施例における凹所の制御を示すフロー
チャートである。FIG. 8 is a flowchart showing control of a recess in the embodiment of FIG.
【図９】図８のフローチャートにおけるステップ２００
のサブルーチンを示すフローチャートである。9 is a step 200 in the flowchart of FIG.
3 is a flowchart showing a subroutine of.
【図１０】本発明のレーザ加工ようガスノズルのさらに
他の実施例を示す図であって、（ａ）は先端部分の縦断
面図、（ｂ）は（ａ）をＸ−Ｂ方向から見た図である。10A and 10B are views showing still another embodiment of the gas nozzle for laser processing according to the present invention, wherein FIG. 10A is a vertical cross-sectional view of the tip portion, and FIG. 10B is a view of FIG. It is a figure.
【図１１】本発明のレーザ加工ようガスノズルのさらに
他の実施例を示す図であって、先端部分の縦断面図であ
る。FIG. 11 is a view showing still another embodiment of the gas nozzle for laser processing according to the present invention, which is a vertical cross-sectional view of the tip portion.
【図１２】従来のレーザ加工装置を用いたレーザ加工を
行った場合の、スパッタがワークの表面上に放射状に飛
散する様子を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing how spatters are scattered radially on the surface of a workpiece when laser processing is performed using a conventional laser processing apparatus.
１ レーザ発振器 ２ ワーク ２ａ （ワークの）必要部分 ２ｂ 捨材 ３ ＸＹテーブル ４ Ｚテーブル ５ 加工ヘッド ６ ノズル部 ８ コントローラ ９ レーザ光 １１ 集光レンズ ２１ 固定外筒 ２２ 軸受 ２３ 回転内筒 ２４，２５ プーリー ２６ ベルト ２７ モータ ２８ アシストガス供給口 ２９ 軸受 ３０ ガスノズル ３０ａ （ガスノズル先端部分の）端面 ３０ｂ （ガスノズルの）外周面 ３０ｃ 凹所 ３０ｄ （ガスノズルの）内周面 ３０ｅ，３０ｆ 凹所 ４０ 回転手段 ５０ スパッタ 1 Laser oscillator 2 Work 2a Necessary part (of work) 2b Waste material 3 XY table 4 Z table 5 Processing head 6 Nozzle part 8 Controller 9 Laser light 11 Condensing lens 21 Fixed outer cylinder 22 Bearing 23 Rotating inner cylinder 24, 25 Pulley 26 Belt 27 Motor 28 Assist Gas Supply Port 29 Bearing 30 Gas Nozzle 30a End Face 30b (Gas Nozzle Tip Part) Outer Face 30b (Gas Nozzle) Outer Face 30c Recess 30d (Gas Nozzle) Inner Perimeter 30e, 30f Recess 40 Rotating Means 50 Sputtering
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 下村 義昭 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Yoshiaki Shimomura 650 Jinrachicho, Tsuchiura-shi, Ibaraki Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. Tsuchiura factory
Claims (8)
ガスとを同軸的に先端部分より噴出するレーザ加工用ガ
スノズルにおいて、前記先端部分の端面に外周面へ開口
する凹所を形成したことを特徴とするレーザ加工用ガス
ノズル。1. A laser processing gas nozzle for ejecting a laser beam irradiating a work and an assist gas coaxially from a tip portion, wherein a recess opening to an outer peripheral surface is formed at an end surface of the tip portion. Gas nozzle for laser processing.
開口していることを特徴とする請求項１に記載のレーザ
加工用ガスノズル。2. The gas nozzle for laser processing according to claim 1, wherein the recess also opens on the inner peripheral surface of the tip portion.
ークを移動させる移動テーブルと、前記レーザ発振器か
ら出力されるレーザ光を前記ワークに誘導する誘導手段
と、前記ワークに誘導された前記レーザ光を集光させる
集光レンズと、前記ワーク上の前記レーザ光の集光部に
アシストガスを供給するアシストガス供給手段と、前記
誘導手段による前記レーザ光の前記ワークへの照射およ
び前記移動テーブルの移動を制御する第１の制御手段と
を備え、前記レーザ光を前記ワーク上に集光させ移動テ
ーブルを移動させて前記ワークを加工するレーザ加工装
置において、先端部分の端面に外周面へ開口する凹所が
形成され前記アシストガスを噴出するレーザ加工用ガス
ノズルと、前記ガスノズルを前記ワークに対して回転さ
せる回転手段と、前記移動テーブルの移動方向に応じて
前記凹所が所定の向きを向くように前記回転手段を制御
する第２の制御手段とを有することを特徴とするレーザ
加工装置。3. A laser oscillator, a moving table on which a work is placed and which moves the work, guiding means for guiding the laser light output from the laser oscillator to the work, and the laser guided to the work. A condenser lens for condensing light, an assist gas supply means for supplying an assist gas to a condensing part of the laser light on the work, an irradiation of the laser light to the work by the guiding means, and the moving table. And a first control means for controlling the movement of the workpiece, wherein the laser beam is focused on the work and the moving table is moved to process the work. A gas nozzle for laser processing which is formed with a recess to eject the assist gas, rotating means for rotating the gas nozzle with respect to the work, The laser processing apparatus further comprises: second control means for controlling the rotating means so that the recess faces a predetermined direction according to the moving direction of the moving table.
た前記凹所は、前記先端部分の内周面にも開口している
ことを特徴とする請求項３に記載のレーザ加工装置。4. The laser processing apparatus according to claim 3, wherein the recess formed in the gas nozzle for laser processing is also open to the inner peripheral surface of the tip portion.
動テーブルに載置したワークに誘導し、集光レンズによ
って前記レーザ光を前記ワークに集光させ、前記ワーク
上の前記レーザ光の集光部にアシストガスを噴出しなが
ら前記移動テーブルを移動させて前記ワークを加工する
レーザ加工方法において、前記アシストガスの流出する
方向を制御してレーザ加工によるスパッタを先行する加
工部分以外の向きに飛散させることを特徴とするレーザ
加工方法。5. A laser beam oscillated from a laser oscillator is guided to a work placed on a moving table, the laser beam is focused on the work by a condenser lens, and a laser beam focusing section on the work is provided. In a laser processing method for moving the moving table while ejecting assist gas to the workpiece to process the work, the direction in which the assist gas flows is controlled to scatter sputtering by laser processing in a direction other than the preceding processing portion. A laser processing method characterized by the above.
動テーブルに載置したワークに誘導し、集光レンズによ
って前記レーザ光を前記ワークに集光させ、前記ワーク
上の前記レーザ光の集光部にアシストガスを噴出しなが
ら前記移動テーブルを移動させて前記ワークを加工し、
前記ワークを必要部分と捨材とに切断するレーザ加工方
法において、前記アシストガスの流出する方向を制御し
てレーザ加工によるスパッタを捨材の向きに飛散させる
ことを特徴とするレーザ加工方法。6. A laser beam oscillated from a laser oscillator is guided to a work placed on a moving table, the laser beam is focused on the work by a focusing lens, and the laser beam focusing section on the work is provided. While moving the moving table while ejecting the assist gas to process the work,
In the laser processing method for cutting the work into necessary parts and waste materials, the laser processing method is characterized in that the outflow direction of the assist gas is controlled to scatter sputtering by laser processing in the direction of waste materials.
端部分の端面に外周面へ開口する凹所を形成したレーザ
加工用ガスノズルを用いて制御されることを特徴とする
請求項５または６に記載のレーザ加工方法。7. The outflow direction of the assist gas is controlled by using a gas nozzle for laser processing in which a recess opening to the outer peripheral surface is formed on the end face of the tip end portion. The laser processing method described.
た前記凹所は、前記先端部分の内周面にも開口している
ことを特徴とする請求項７に記載のレーザ加工方法。8. The laser processing method according to claim 7, wherein the recess formed in the gas nozzle for laser processing is also open to the inner peripheral surface of the tip portion.
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|---|---|---|---|
| JP29010792A JP3179892B2 (en) | 1992-10-28 | 1992-10-28 | Laser processing apparatus and laser processing method |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP29010792A JP3179892B2 (en) | 1992-10-28 | 1992-10-28 | Laser processing apparatus and laser processing method |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06142972A true JPH06142972A (en) | 1994-05-24 |
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ID=17751892
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| JP (1) | JP3179892B2 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6335507B1 (en) | 1998-10-12 | 2002-01-01 | Fanuc Ltd. | Laser-beam machining method, laser-beam machining device and auxiliary tool for piercing |
| CN102151990A (en) * | 2011-04-01 | 2011-08-17 | 江苏大学 | Rotary laser head auxiliary gas transmission device for laser processing machine tool |
| CN112975543A (en) * | 2019-12-16 | 2021-06-18 | 发那科株式会社 | Machine tool system |
| WO2022188969A1 (en) * | 2021-03-10 | 2022-09-15 | Applied Materials Italia S.R.L. | Apparatus and method for laser machining of a substrate |
-
1992
- 1992-10-28 JP JP29010792A patent/JP3179892B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6335507B1 (en) | 1998-10-12 | 2002-01-01 | Fanuc Ltd. | Laser-beam machining method, laser-beam machining device and auxiliary tool for piercing |
| US6608279B2 (en) | 1998-10-21 | 2003-08-19 | Fanuc Ltd. | Laser-beam machining method, laser-beam machining device and auxiliary tool for piercing |
| CN102151990A (en) * | 2011-04-01 | 2011-08-17 | 江苏大学 | Rotary laser head auxiliary gas transmission device for laser processing machine tool |
| CN112975543A (en) * | 2019-12-16 | 2021-06-18 | 发那科株式会社 | Machine tool system |
| WO2022188969A1 (en) * | 2021-03-10 | 2022-09-15 | Applied Materials Italia S.R.L. | Apparatus and method for laser machining of a substrate |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3179892B2 (en) | 2001-06-25 |
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