JPH0825077A - レーザ加工装置及びレーザ加工方法 - Google Patents
レーザ加工装置及びレーザ加工方法Info
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- JPH0825077A JPH0825077A JP6165009A JP16500994A JPH0825077A JP H0825077 A JPH0825077 A JP H0825077A JP 6165009 A JP6165009 A JP 6165009A JP 16500994 A JP16500994 A JP 16500994A JP H0825077 A JPH0825077 A JP H0825077A
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- axis
- nozzle
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 レーザ加工の際の溶融金属の飛散効率を向上
させる。 【構成】 前処理手段81は加工プログラム80を解読
する。補間手段82は補間を行い、軸制御回路70a,
70b,70cに移動のためのパルス信号を送る。軸制
御回路70a,70b,70cはそれぞれ、x軸、y
軸、z軸方向の移動を制御する。回転制御手段83は、
各軸の移動方向から、加工ヘッドの2次元平面上の移動
方向を計算する。そして、常にアシストガスが移動方向
の後方に向かって噴射するように軸制御回路50にパル
ス信号を送る。軸制御回路50はサーボアンプ51を介
しサーボモータ30の回転を制御する。サーボモータ3
0は加工ヘッドのノズルに結合されている。このノズル
は、レーザビームに対して、傾斜角を持ったアシストガ
ス噴射経路を有している。このようなノズルを回転させ
ることにより、アシストガスを常に進行方向に対して斜
め後方に向かって噴射することができる。
させる。 【構成】 前処理手段81は加工プログラム80を解読
する。補間手段82は補間を行い、軸制御回路70a,
70b,70cに移動のためのパルス信号を送る。軸制
御回路70a,70b,70cはそれぞれ、x軸、y
軸、z軸方向の移動を制御する。回転制御手段83は、
各軸の移動方向から、加工ヘッドの2次元平面上の移動
方向を計算する。そして、常にアシストガスが移動方向
の後方に向かって噴射するように軸制御回路50にパル
ス信号を送る。軸制御回路50はサーボアンプ51を介
しサーボモータ30の回転を制御する。サーボモータ3
0は加工ヘッドのノズルに結合されている。このノズル
は、レーザビームに対して、傾斜角を持ったアシストガ
ス噴射経路を有している。このようなノズルを回転させ
ることにより、アシストガスを常に進行方向に対して斜
め後方に向かって噴射することができる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はレーザビームを集光して
ワーク加工を行うレーザ加工装置及びレーザ加工方法に
関し、特にアシストガス噴射方法を改良したレーザ加工
装置及びレーザ加工方法に関する。
ワーク加工を行うレーザ加工装置及びレーザ加工方法に
関し、特にアシストガス噴射方法を改良したレーザ加工
装置及びレーザ加工方法に関する。
【0002】
【従来の技術】レーザ加工は、極めて位相のそろった単
色光を発生させ、それを集光レンズで集光することによ
って得られる高密度のエネルギをもったレーザビーム
を、ワークの極小部分に照射して、ワークを蒸発、溶融
する加工方法である。レーザビームは制御性が良いた
め、レーザ加工を数値制御装置で制御することにより、
複雑な形状の加工や、精密微細加工が可能である。そし
て、レーザ加工をより効率良く行う方法として、ワーク
の溶融を促進するための酸素をアシストガスとして利用
する方法がある。このアシストガスには、レーザの熱に
加え酸化熱によりワークの溶融を促進する作用ととも
に、溶融金属を加工部から飛散除去する作用がある。
色光を発生させ、それを集光レンズで集光することによ
って得られる高密度のエネルギをもったレーザビーム
を、ワークの極小部分に照射して、ワークを蒸発、溶融
する加工方法である。レーザビームは制御性が良いた
め、レーザ加工を数値制御装置で制御することにより、
複雑な形状の加工や、精密微細加工が可能である。そし
て、レーザ加工をより効率良く行う方法として、ワーク
の溶融を促進するための酸素をアシストガスとして利用
する方法がある。このアシストガスには、レーザの熱に
加え酸化熱によりワークの溶融を促進する作用ととも
に、溶融金属を加工部から飛散除去する作用がある。
【0003】酸素を用いたアシストガスによる化学反応
は、以下の熱化学反応式で表される。
は、以下の熱化学反応式で表される。
【0004】
【化1】 Fe+O2 ⇒ (1/2)FeO+38KJ/cm3 ・・・(1)
【0005】
【化2】 Fe+(2/3)O2 ⇒ (1/3)Fe3 O4 +52KJ/cm3 ・・・(2) 軟鋼の板の切断を行う場合、タレットパンチプレスやプ
ラズマ切断機を用いれば、レーザ加工よりも高速な加工
が可能である。ところが、タレットパンチプレスは金型
が必要であるとともに、切断面にばりができてしまう。
また、プラズマ切断機による切断は非常に高速である
が、環境の悪化を伴うとともに、各種部品の磨耗が激し
い。このように、タレットパンチプレスやプラズマ切断
機には、それぞれに問題点がある。そのため、環境に悪
影響を及ぼさず、部品の磨耗が少なく、さらに微細加工
に優れているレーザ加工による切断の高速化が望まれて
いる。
ラズマ切断機を用いれば、レーザ加工よりも高速な加工
が可能である。ところが、タレットパンチプレスは金型
が必要であるとともに、切断面にばりができてしまう。
また、プラズマ切断機による切断は非常に高速である
が、環境の悪化を伴うとともに、各種部品の磨耗が激し
い。このように、タレットパンチプレスやプラズマ切断
機には、それぞれに問題点がある。そのため、環境に悪
影響を及ぼさず、部品の磨耗が少なく、さらに微細加工
に優れているレーザ加工による切断の高速化が望まれて
いる。
【0006】図5は従来のレーザ加工装置による加工状
況を示す図である。図において加工ヘッド10aは矢印
方向に移動している。加工ヘッド10aには集光レンズ
12aが固定されており、ノズルの先端にはレーザビー
ム11aのアシストガス噴射経路19aが設けられてい
る。アシストガス噴射経路19aからは、アシストガス
13aが噴出されている。入力されたレーザビーム11
aは集光レンズ12aによって集光され、ワーク20a
に照射される。ワーク20aの斜線部分は未切断部分2
2aであり、その他の部分は切断済の部分21aであ
る。アシストガス噴射経路19aから噴出されたアシス
トガス13aは、レーザビーム11aと並行に噴出し、
切断溝の前方の淵23aに吹きつけられる。
況を示す図である。図において加工ヘッド10aは矢印
方向に移動している。加工ヘッド10aには集光レンズ
12aが固定されており、ノズルの先端にはレーザビー
ム11aのアシストガス噴射経路19aが設けられてい
る。アシストガス噴射経路19aからは、アシストガス
13aが噴出されている。入力されたレーザビーム11
aは集光レンズ12aによって集光され、ワーク20a
に照射される。ワーク20aの斜線部分は未切断部分2
2aであり、その他の部分は切断済の部分21aであ
る。アシストガス噴射経路19aから噴出されたアシス
トガス13aは、レーザビーム11aと並行に噴出し、
切断溝の前方の淵23aに吹きつけられる。
【0007】このように、アシストガス13aの流れ
が、レーザビーム11aのビーム軸と並行になるよう
に、アシストガス噴射経路19aが設けられている。そ
して、ノズル先端のアシストガス噴射口は真円であるた
め、アシストガス13aはレーザビーム11aを中心と
する同心円状に、ワーク20aに垂直に吹きつけられ
る。
が、レーザビーム11aのビーム軸と並行になるよう
に、アシストガス噴射経路19aが設けられている。そ
して、ノズル先端のアシストガス噴射口は真円であるた
め、アシストガス13aはレーザビーム11aを中心と
する同心円状に、ワーク20aに垂直に吹きつけられ
る。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかし、切断速度が高
速になると、ワーク下層域での溶融に著しく遅れが生
じ、ワークに対して垂直に吹きつけられたアシストガス
の流れがワーク下層域で妨げられてしまう。この結果、
アシストガスによる溶融鉄の飛散除去が切断速度に追い
つかなくなる。除去されずに加工部付近に残っている溶
融鉄が、レーザビームのワークへの照射を妨げ、レーザ
加工の切断効率を低下させてしまう。
速になると、ワーク下層域での溶融に著しく遅れが生
じ、ワークに対して垂直に吹きつけられたアシストガス
の流れがワーク下層域で妨げられてしまう。この結果、
アシストガスによる溶融鉄の飛散除去が切断速度に追い
つかなくなる。除去されずに加工部付近に残っている溶
融鉄が、レーザビームのワークへの照射を妨げ、レーザ
加工の切断効率を低下させてしまう。
【0009】ここで、溶融金属の飛散除去の効率を上げ
るために、アシストガスの圧力を上昇させる方法が考え
られるが、この場合、ワークの切断部分における酸化反
応が激しくなりすぎ、切断面が劣悪になってしまう。こ
のため、アシストガスの圧力は、ある程度の限界値以上
に増加させることができない。
るために、アシストガスの圧力を上昇させる方法が考え
られるが、この場合、ワークの切断部分における酸化反
応が激しくなりすぎ、切断面が劣悪になってしまう。こ
のため、アシストガスの圧力は、ある程度の限界値以上
に増加させることができない。
【0010】このように、溶融鉄の飛散除去が十分に行
われないと、レーザビームの出力を増強しても、その増
強分に見合った切削速度の高速化が図れないという問題
点があった。
われないと、レーザビームの出力を増強しても、その増
強分に見合った切削速度の高速化が図れないという問題
点があった。
【0011】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、溶融金属の飛散効率を向上させたレーザ加工
装置を提供することを目的とする。また、本発明の別の
目的は、溶融金属の飛散効率を向上させたレーザ加工方
法を提供することである。
のであり、溶融金属の飛散効率を向上させたレーザ加工
装置を提供することを目的とする。また、本発明の別の
目的は、溶融金属の飛散効率を向上させたレーザ加工方
法を提供することである。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、同一開口部からレーザビームと共にアシス
トガスを噴射させてワーク加工を行うレーザ加工装置に
おいて、ビーム軸に対し傾斜角を持ったアシストガス噴
射経路を有するノズルと、加工プログラムから各軸の移
動量を解読する前処理手段と、前記各軸の移動量をパル
ス出力する補間手段と、前記各軸のパルス出力から加工
の進行方向を判断し、ノズルを回転させて、前記アシス
トガスを加工の進行方向に対して常に斜め後方に向かっ
て噴射させる回転制御手段と、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。
するために、同一開口部からレーザビームと共にアシス
トガスを噴射させてワーク加工を行うレーザ加工装置に
おいて、ビーム軸に対し傾斜角を持ったアシストガス噴
射経路を有するノズルと、加工プログラムから各軸の移
動量を解読する前処理手段と、前記各軸の移動量をパル
ス出力する補間手段と、前記各軸のパルス出力から加工
の進行方向を判断し、ノズルを回転させて、前記アシス
トガスを加工の進行方向に対して常に斜め後方に向かっ
て噴射させる回転制御手段と、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。
【0013】また、同一開口部からレーザビームと共に
アシストガスを噴射させてワーク加工を行うレーザ加工
方法において、ビーム軸に対し傾斜角を持ったアシスト
ガス噴射経路を有するノズルを回転させることにより、
前記アシストガスを加工の進行方向に対して常に斜め後
方に向かって噴射させることを特徴とするレーザ加工方
法が提供される。
アシストガスを噴射させてワーク加工を行うレーザ加工
方法において、ビーム軸に対し傾斜角を持ったアシスト
ガス噴射経路を有するノズルを回転させることにより、
前記アシストガスを加工の進行方向に対して常に斜め後
方に向かって噴射させることを特徴とするレーザ加工方
法が提供される。
【0014】
【作用】レーザ加工装置において、ノズルは、ビーム軸
に対し傾斜角を持ったアシストガス噴射経路を有する。
この傾斜角により、アシストガスを斜め方向に噴射させ
ることができる。前処理手段は、加工プログラムから各
軸の移動量を解読する。補間手段は、各軸の移動量をパ
ルス出力する。回転制御手段は、各軸のパルス出力から
加工の進行方向を判断し、ノズルを回転させて、アシス
トガスを加工の進行方向に対して常に斜め後方に向かっ
て噴射させる。
に対し傾斜角を持ったアシストガス噴射経路を有する。
この傾斜角により、アシストガスを斜め方向に噴射させ
ることができる。前処理手段は、加工プログラムから各
軸の移動量を解読する。補間手段は、各軸の移動量をパ
ルス出力する。回転制御手段は、各軸のパルス出力から
加工の進行方向を判断し、ノズルを回転させて、アシス
トガスを加工の進行方向に対して常に斜め後方に向かっ
て噴射させる。
【0015】これにより、切断溝の前方の淵の傾きに沿
ってアシストガスを噴出することができるため、溶融金
属の飛散除去を効率良く行うことができる。また、ビー
ム軸に対し傾斜角を持ったアシストガス噴射経路を有す
るノズルを回転させることにより、アシストガスを加工
の進行方向に対して常に斜め後方に向かって噴射させる
レーザ加工方法により、溶融金属の飛散除去を効率良く
行うことができる。
ってアシストガスを噴出することができるため、溶融金
属の飛散除去を効率良く行うことができる。また、ビー
ム軸に対し傾斜角を持ったアシストガス噴射経路を有す
るノズルを回転させることにより、アシストガスを加工
の進行方向に対して常に斜め後方に向かって噴射させる
レーザ加工方法により、溶融金属の飛散除去を効率良く
行うことができる。
【0016】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図1は本発明のレーザ加工装置の概略構成を示
すブロック図である。レーザビームの出力や加工経路な
ど、レーザ加工装置が実行するべき加工内容が加工プロ
グラム80にプログラムされている。前処理手段81は
加工プログラム80を解読し、その指令どおりに加工を
行うためのレーザビームの出力や加工点への移動経路、
及び移動量を解読する。補間手段82は目的の加工を行
うように加工ヘッドを移動させるため、x軸、y軸、z
軸方向の補間を行い、軸制御回路70a,70b,70
cに移動のためのパルス信号を送る。軸制御回路70
a,70b,70cにはそれぞれ、サーボアンプ71
a,71b,71cを介し、サーボモータ72a,72
b,72cが接続されており、x軸、y軸、z軸方向の
移動を制御する。
明する。図1は本発明のレーザ加工装置の概略構成を示
すブロック図である。レーザビームの出力や加工経路な
ど、レーザ加工装置が実行するべき加工内容が加工プロ
グラム80にプログラムされている。前処理手段81は
加工プログラム80を解読し、その指令どおりに加工を
行うためのレーザビームの出力や加工点への移動経路、
及び移動量を解読する。補間手段82は目的の加工を行
うように加工ヘッドを移動させるため、x軸、y軸、z
軸方向の補間を行い、軸制御回路70a,70b,70
cに移動のためのパルス信号を送る。軸制御回路70
a,70b,70cにはそれぞれ、サーボアンプ71
a,71b,71cを介し、サーボモータ72a,72
b,72cが接続されており、x軸、y軸、z軸方向の
移動を制御する。
【0017】回転制御手段83は、各軸の移動方向か
ら、加工ヘッドの2次元平面上の移動方向を計算する。
そして、常にアシストガスが移動方向の後方に向かって
噴射されるように軸制御回路50にパルス信号を送る。
軸制御回路50はサーボアンプ51を介しサーボモータ
30の回転を制御する。サーボモータ30は加工ヘッド
のノズルに結合されている。このノズルは、レーザビー
ムに対して、傾斜角を持ったアシストガス噴射経路を有
している。このようなノズルを回転させることにより、
アシストガスを常に進行方向に対して斜め後方に向かっ
て噴射することができる。
ら、加工ヘッドの2次元平面上の移動方向を計算する。
そして、常にアシストガスが移動方向の後方に向かって
噴射されるように軸制御回路50にパルス信号を送る。
軸制御回路50はサーボアンプ51を介しサーボモータ
30の回転を制御する。サーボモータ30は加工ヘッド
のノズルに結合されている。このノズルは、レーザビー
ムに対して、傾斜角を持ったアシストガス噴射経路を有
している。このようなノズルを回転させることにより、
アシストガスを常に進行方向に対して斜め後方に向かっ
て噴射することができる。
【0018】図2は本発明の一実施例のNCレーザ装置
の構成を示したブロック図である。図において、プロセ
ッサ(CPU)40は読み取り専用メモリ(ROM)4
1に格納された制御プログラムに基づいて、ランダムア
クセスメモリ(RAM)42に格納された加工プログラ
ムを読みだし、NCレーザ装置全体の動作を制御する。
出力制御回路60は内部にD/Aコンバータを内蔵して
おり、プロセッサ40から出力された出力指令値を電流
指令値に変換して出力する。励起用電源61は商用電源
を整流した後、スイッチング動作を行って高周波の電圧
を発生し、電流指令値に応じた高周波電流を放電管66
に供給する。
の構成を示したブロック図である。図において、プロセ
ッサ(CPU)40は読み取り専用メモリ(ROM)4
1に格納された制御プログラムに基づいて、ランダムア
クセスメモリ(RAM)42に格納された加工プログラ
ムを読みだし、NCレーザ装置全体の動作を制御する。
出力制御回路60は内部にD/Aコンバータを内蔵して
おり、プロセッサ40から出力された出力指令値を電流
指令値に変換して出力する。励起用電源61は商用電源
を整流した後、スイッチング動作を行って高周波の電圧
を発生し、電流指令値に応じた高周波電流を放電管66
に供給する。
【0019】放電管66の内部にはレーザガス65が循
環しており、励起用電源61から高周波電圧が印加され
ると放電を生じてレーザガス65が励起される。リア鏡
64は反射率99.5%のゲルマニウム(Ge)製の
鏡、出力鏡67は反射率65%のジンクセレン(ZnS
e)製の鏡であり、これらはファブリペロー型共振器を
構成し、励起されたレーザガス分子から放出される1
0.6μmの光を増幅して一部を出力鏡67からレーザ
ビーム11として外部に出力する。
環しており、励起用電源61から高周波電圧が印加され
ると放電を生じてレーザガス65が励起される。リア鏡
64は反射率99.5%のゲルマニウム(Ge)製の
鏡、出力鏡67は反射率65%のジンクセレン(ZnS
e)製の鏡であり、これらはファブリペロー型共振器を
構成し、励起されたレーザガス分子から放出される1
0.6μmの光を増幅して一部を出力鏡67からレーザ
ビーム11として外部に出力する。
【0020】出力されたレーザビーム11は、ベンダミ
ラー68で方向を変え、加工ヘッド10内部の集光レン
ズによって0.2mm以下のスポットに集光されてワー
ク20の表面に照射される。
ラー68で方向を変え、加工ヘッド10内部の集光レン
ズによって0.2mm以下のスポットに集光されてワー
ク20の表面に照射される。
【0021】軸制御回路70はCPU40の指令によっ
てサーボアンプ71を介してサーボモータ72を回転制
御し、ボールスクリュー74及びナット73によってテ
ーブル75の移動を制御し、ワーク20の位置を制御す
る。図ではx軸のみを表示してあるが、実際にはy,z
の制御軸もある。表示装置80にはCRT或いは液晶表
示装置等が使用される。
てサーボアンプ71を介してサーボモータ72を回転制
御し、ボールスクリュー74及びナット73によってテ
ーブル75の移動を制御し、ワーク20の位置を制御す
る。図ではx軸のみを表示してあるが、実際にはy,z
の制御軸もある。表示装置80にはCRT或いは液晶表
示装置等が使用される。
【0022】パワーセンサ63は熱電あるいは光電変換
素子等で構成され、リア鏡64から一部透過して出力さ
れたレーザビームを入力してレーザビーム11の出力パ
ワーを測定する。A/D変換器62はパワーセンサ63
の出力をディジタル値に変換してCPU40に入力す
る。
素子等で構成され、リア鏡64から一部透過して出力さ
れたレーザビームを入力してレーザビーム11の出力パ
ワーを測定する。A/D変換器62はパワーセンサ63
の出力をディジタル値に変換してCPU40に入力す
る。
【0023】加工ヘッド10にはガスボンベ90が接続
され、加工時にはアシストガスが供給される。このアシ
ストガスは酸素(O2 )が使用される。加工ヘッド10
のノズルには、ビーム軸に対し、傾斜角を持ったアシス
トガス噴射経路があり、そのアシストガス噴射経路はレ
ーザビーム11の出力口も兼ねている。CPU40は加
工プログラムを解読することによって、加工ヘッド10
の移動方向を計算する。そして、アシストガスを常に進
行方向の後方に向かって噴射するように軸制御回路50
に指令する。軸制御回路50はサーボアンプ51を介し
サーボモータ30を回転制御する。このようにして、ワ
ークの切断溝の傾斜に沿った角度でアシストガスを噴出
し、溶融金属の飛散効果を高めることができる。
され、加工時にはアシストガスが供給される。このアシ
ストガスは酸素(O2 )が使用される。加工ヘッド10
のノズルには、ビーム軸に対し、傾斜角を持ったアシス
トガス噴射経路があり、そのアシストガス噴射経路はレ
ーザビーム11の出力口も兼ねている。CPU40は加
工プログラムを解読することによって、加工ヘッド10
の移動方向を計算する。そして、アシストガスを常に進
行方向の後方に向かって噴射するように軸制御回路50
に指令する。軸制御回路50はサーボアンプ51を介し
サーボモータ30を回転制御する。このようにして、ワ
ークの切断溝の傾斜に沿った角度でアシストガスを噴出
し、溶融金属の飛散効果を高めることができる。
【0024】図3は本発明のレーザ加工装置による加工
状況を示す図である。図において加工ヘッド10は矢印
の方向に移動している。ワーク20の斜線の領域は未加
工部分22であり、他の領域は切断済の部分21であ
る。加工ヘッド10の内部には集光レンズ12があり、
レーザビーム11を集光する。加工ヘッド10の先端の
ノズルには、アシストガス噴射経路19があり、アシス
トガス13が噴射される。アシストガス噴射経路19
は、ビーム軸に対し傾斜している。その傾斜角は、ワー
クの材質、板厚、等を考慮し、ワーク20を切断する際
の切断溝の前方の淵23の傾斜と同程度の傾きに設定す
る。つまり、噴射されるアシストガス13の流れの方向
と、切断溝の前方の淵23のとは、ほぼ並行になる。
状況を示す図である。図において加工ヘッド10は矢印
の方向に移動している。ワーク20の斜線の領域は未加
工部分22であり、他の領域は切断済の部分21であ
る。加工ヘッド10の内部には集光レンズ12があり、
レーザビーム11を集光する。加工ヘッド10の先端の
ノズルには、アシストガス噴射経路19があり、アシス
トガス13が噴射される。アシストガス噴射経路19
は、ビーム軸に対し傾斜している。その傾斜角は、ワー
クの材質、板厚、等を考慮し、ワーク20を切断する際
の切断溝の前方の淵23の傾斜と同程度の傾きに設定す
る。つまり、噴射されるアシストガス13の流れの方向
と、切断溝の前方の淵23のとは、ほぼ並行になる。
【0025】このように、アシストガス13は常に進行
方向の斜め後方に向かって噴射される。従って、常にア
シストガス13の流れはワークの切断溝の前方の淵23
の傾きに沿った方向であり、ワークの下層域でのアシス
トガスの流速を高速に保つことができる。このため、ワ
ークの下層域においても、溶融金属の飛散が効率よく行
われる。この結果、レーザビームのエネルギが、効率よ
く切断のための熱エネルギとして使用され、切断の高速
化を促進することができる。
方向の斜め後方に向かって噴射される。従って、常にア
シストガス13の流れはワークの切断溝の前方の淵23
の傾きに沿った方向であり、ワークの下層域でのアシス
トガスの流速を高速に保つことができる。このため、ワ
ークの下層域においても、溶融金属の飛散が効率よく行
われる。この結果、レーザビームのエネルギが、効率よ
く切断のための熱エネルギとして使用され、切断の高速
化を促進することができる。
【0026】なお、アシストガス噴射経路19の傾斜角
が、切断溝の前方の淵23の傾斜に満たなくても、多少
なりとも傾斜角を有していれば、ビーム軸と並行である
場合と比較し、溶融金属の飛散が効率が良いことは勿論
である。
が、切断溝の前方の淵23の傾斜に満たなくても、多少
なりとも傾斜角を有していれば、ビーム軸と並行である
場合と比較し、溶融金属の飛散が効率が良いことは勿論
である。
【0027】図4は本発明のレーザ加工装置の加工ヘッ
ドを示す図である。加工ヘッド10の内部には、レーザ
ビーム11を集光するための集光レンズ12が固定され
ている。また、加工ヘッド10の側面にはアシストガス
取り入れ口18が設けられている。このアシストガス取
り入れ口18には、図示されていないガスボンベ90か
らアシストガス13として酸素(O2 )が供給される。
ノズル14の先端にはアシストガス噴射経路19があ
る。このアシストガス噴射経路19は、ビーム軸に対し
傾きを持っている。レーザビーム11はアシストガス噴
射経路19の間を通りワーク20に照射される。
ドを示す図である。加工ヘッド10の内部には、レーザ
ビーム11を集光するための集光レンズ12が固定され
ている。また、加工ヘッド10の側面にはアシストガス
取り入れ口18が設けられている。このアシストガス取
り入れ口18には、図示されていないガスボンベ90か
らアシストガス13として酸素(O2 )が供給される。
ノズル14の先端にはアシストガス噴射経路19があ
る。このアシストガス噴射経路19は、ビーム軸に対し
傾きを持っている。レーザビーム11はアシストガス噴
射経路19の間を通りワーク20に照射される。
【0028】サーボモータ30の回転軸31の回転は、
ベルト33によってギヤ34の回転軸32に伝えられ
る。ギヤ34は、ノズル14に設けられたギヤ15と噛
み合わされている。そして、ノズル14はベヤリング1
6、17があることによって回転可能に保持されてい
る。
ベルト33によってギヤ34の回転軸32に伝えられ
る。ギヤ34は、ノズル14に設けられたギヤ15と噛
み合わされている。そして、ノズル14はベヤリング1
6、17があることによって回転可能に保持されてい
る。
【0029】このようなレーザ加工装置においてワーク
20を加工する場合、レーザビームは、集光レンズ12
で集光されワークに照射される。同時に、アシストガス
取り入れ口18から供給されたアシストガス13は、ア
シストガス噴射経路19よりワーク20に向かって吹き
つける。そして、数値制御装置は加工ヘッド10の移動
方向を計算し、アシストガスが必ず進行方向の後ろ側に
噴射されるようにサーボモータ30を制御する。このサ
ーボモータ30の回転がノズル14に伝えられ、ノズル
14を目的の方向に向けることができる。
20を加工する場合、レーザビームは、集光レンズ12
で集光されワークに照射される。同時に、アシストガス
取り入れ口18から供給されたアシストガス13は、ア
シストガス噴射経路19よりワーク20に向かって吹き
つける。そして、数値制御装置は加工ヘッド10の移動
方向を計算し、アシストガスが必ず進行方向の後ろ側に
噴射されるようにサーボモータ30を制御する。このサ
ーボモータ30の回転がノズル14に伝えられ、ノズル
14を目的の方向に向けることができる。
【0030】上記の説明のように、レーザ加工装置によ
り切断加工を行う際には、アシストガスを常に進行方向
の斜め後方に向かって噴射するようにしたため、溶融金
属の飛散除去が効率よく行える。従って、レーザエネル
ギが溶融金属に妨げられずにワークに照射され、切断加
工の高速化が図れる。これは、厚板のワークを切断する
場合に特に効果がある。それは、ワークの板圧が厚くな
るほど、ワーク下層域での溶融の遅れが顕著になるから
である。
り切断加工を行う際には、アシストガスを常に進行方向
の斜め後方に向かって噴射するようにしたため、溶融金
属の飛散除去が効率よく行える。従って、レーザエネル
ギが溶融金属に妨げられずにワークに照射され、切断加
工の高速化が図れる。これは、厚板のワークを切断する
場合に特に効果がある。それは、ワークの板圧が厚くな
るほど、ワーク下層域での溶融の遅れが顕著になるから
である。
【0031】例えば、軟鋼板厚12mmのワークを切断
する場合、従来のレーザ加工装置での最大切断速度は1
m/minであった。この速度は、レーザ出力が3kw
でも6kwでも同じである。ところが、アシストガスを
常に進行方向の斜め後方に向かって噴射することによ
り、レーザ出力3kwの場合には1.7m/minの切
断速度が得られ、レーザ出力6kwの場合には2.5m
/minの切断速度が得られる。つまり、溶融金属の飛
散除去が効率良く行われるようになったため、大出力の
レーザ加工装置を用いれば、そのレーザ出力に応じて切
断速度を向上させることができる。なお、このような厚
い板厚のワークを切断する場合には、溶融金属の飛散除
去が効率の良いアシストガスのビーム軸に対する傾き
は、約10°である。
する場合、従来のレーザ加工装置での最大切断速度は1
m/minであった。この速度は、レーザ出力が3kw
でも6kwでも同じである。ところが、アシストガスを
常に進行方向の斜め後方に向かって噴射することによ
り、レーザ出力3kwの場合には1.7m/minの切
断速度が得られ、レーザ出力6kwの場合には2.5m
/minの切断速度が得られる。つまり、溶融金属の飛
散除去が効率良く行われるようになったため、大出力の
レーザ加工装置を用いれば、そのレーザ出力に応じて切
断速度を向上させることができる。なお、このような厚
い板厚のワークを切断する場合には、溶融金属の飛散除
去が効率の良いアシストガスのビーム軸に対する傾き
は、約10°である。
【0032】
【発明の効果】以上説明したように本発明では、ワーク
の切断加工を行う際には、アシストガスを常に進行方向
の斜め後方に向かって噴射するようにしたため、溶融金
属の飛散除去が効率よく行え、切断加工の高速化が可能
になる。
の切断加工を行う際には、アシストガスを常に進行方向
の斜め後方に向かって噴射するようにしたため、溶融金
属の飛散除去が効率よく行え、切断加工の高速化が可能
になる。
【図1】本発明のレーザ加工装置の概略構成を示すブロ
ック図である。
ック図である。
【図2】本発明の一実施例のNCレーザ装置の構成を示
したブロック図である。
したブロック図である。
【図3】本発明のレーザ加工装置による加工状況を示す
図である。
図である。
【図4】レーザ加工装置の加工ヘッドを示す図である。
【図5】従来のレーザ加工装置による加工状況を示す図
である。
である。
10 加工ヘッド 11 レーザビーム 12 集光レンズ 13 アシストガス 14 ノズル 19 アシストガス噴射経路 81 前処理手段 82 補間手段 83 回転制御手段
Claims (3)
- 【請求項1】 同一開口部からレーザビームと共にアシ
ストガスを噴射させてワーク加工を行うレーザ加工装置
において、 ビーム軸に対し傾斜角を持ったアシストガス噴射経路を
有するノズルと、 加工プログラムから各軸の移動量を解読する前処理手段
と、 前記各軸の移動量をパルス出力する補間手段と、 前記各軸のパルス出力から加工の進行方向を判断し、ノ
ズルを回転させて、前記アシストガスを加工の進行方向
に対して常に斜め後方に向かって噴射させる回転制御手
段と、 を有することを特徴とするレーザ加工装置。 - 【請求項2】 前記ノズルは、ビーム軸に対し約10°
の傾斜角を持ったアシストガス噴射経路を有することを
特徴とする請求項1記載のレーザ加工装置。 - 【請求項3】 同一開口部からレーザビームと共にアシ
ストガスを噴射させてワーク加工を行うレーザ加工方法
において、 ビーム軸に対し傾斜角を持ったアシストガス噴射経路を
有するノズルを回転させることにより、前記アシストガ
スを加工の進行方向に対して常に斜め後方に向かって噴
射させることを特徴とするレーザ加工方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6165009A JPH0825077A (ja) | 1994-07-18 | 1994-07-18 | レーザ加工装置及びレーザ加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6165009A JPH0825077A (ja) | 1994-07-18 | 1994-07-18 | レーザ加工装置及びレーザ加工方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0825077A true JPH0825077A (ja) | 1996-01-30 |
Family
ID=15804113
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6165009A Pending JPH0825077A (ja) | 1994-07-18 | 1994-07-18 | レーザ加工装置及びレーザ加工方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0825077A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100374243C (zh) * | 2005-01-14 | 2008-03-12 | 财团法人工业技术研究院 | 激光辅助切削装置 |
JP2014008521A (ja) * | 2012-06-29 | 2014-01-20 | Mitsubishi Electric Corp | レーザ加工機の加工ノズル、及び、レーザ加工機 |
US10852711B2 (en) | 2017-08-22 | 2020-12-01 | Fanuc Corporation | Laser machine |
-
1994
- 1994-07-18 JP JP6165009A patent/JPH0825077A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100374243C (zh) * | 2005-01-14 | 2008-03-12 | 财团法人工业技术研究院 | 激光辅助切削装置 |
JP2014008521A (ja) * | 2012-06-29 | 2014-01-20 | Mitsubishi Electric Corp | レーザ加工機の加工ノズル、及び、レーザ加工機 |
US10852711B2 (en) | 2017-08-22 | 2020-12-01 | Fanuc Corporation | Laser machine |
DE102018213900B4 (de) | 2017-08-22 | 2022-10-27 | Fanuc Corporation | Lasermaschine |
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