JPH09108877A - Laser beam processing head - Google Patents
Laser beam processing headInfo
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- JPH09108877A JPH09108877A JP7274260A JP27426095A JPH09108877A JP H09108877 A JPH09108877 A JP H09108877A JP 7274260 A JP7274260 A JP 7274260A JP 27426095 A JP27426095 A JP 27426095A JP H09108877 A JPH09108877 A JP H09108877A
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- processing head
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- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、例えばワークに
溶接加工を行うのに用いられるレーザ加工ヘッドに関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser processing head used for welding a workpiece, for example.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、例えばワークに溶接加工を行うＹ
ＡＧレーザ加工ヘッド１０１としては、図４に示されて
いるように、加工ヘッド本体１０３を備えており、この
加工ヘッド本体１０３の内部にはレーザビームＬＢを集
光せしめる集光レンズ１０５が備えられている。しか
も、前記加工ヘッド本体１０３の先端にはレーザノズル
１０７が着脱可能に備えられている。2. Description of the Related Art Conventionally, for example, Y for welding a work
As shown in FIG. 4, the AG laser processing head 101 includes a processing head body 103, and inside the processing head body 103, a condenser lens 105 that condenses the laser beam LB is provided. ing. Moreover, a laser nozzle 107 is detachably provided at the tip of the processing head body 103.
【０００３】前記集光レンズ１０５の下方近傍における
加工ヘッド本体１０３の内部には透明な保護ガラス１０
９がレーザビームＬＢの光軸Ｃに対して直交した水平状
態に固定して設けられている。この保護ガラス１０９の
下方における加工ヘッド１０３の一部（図４において右
部）にはエア吹き出しノズル装置１１１が設けられてお
り、このエア吹き出しノズル装置１１１の先端に設けら
れたエア吹き出しノズル１１３からエアが吹き出される
ようになっている。A transparent protective glass 10 is provided inside the processing head body 103 near the lower part of the condenser lens 105.
9 is fixedly provided in a horizontal state orthogonal to the optical axis C of the laser beam LB. An air blowing nozzle device 111 is provided at a part of the processing head 103 below the protective glass 109 (right part in FIG. 4). From an air blowing nozzle 113 provided at the tip of the air blowing nozzle device 111. Air is blown out.
【０００４】上記構成により、図示省略のレーザ発振器
から発振されたレーザビームＬＢは、加工ヘッド本体１
０３の内部に備えられた集光レンズ１０５で集光された
後、保護ガラス１０９を経てレーザノズル１０７からワ
ークＷへ向けて照射されてワークＷにレーザ溶接が行わ
れることになる。With the above configuration, the laser beam LB oscillated from the laser oscillator (not shown) is processed by the processing head body 1.
After being condensed by the condenser lens 105 provided inside 03, it is irradiated toward the work W from the laser nozzle 107 through the protective glass 109, and the work W is laser-welded.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来のＹＡＧレーザ加工ヘッド１０１で溶接加工を行う
と、スパッタがレーザノズル１０７内に返ってきて集光
レンズ１０５をいためるため、集光レンズ１０５の下方
における近傍位置に設けられている保護ガラス１０９で
高価な集光レンズ１０５が保護されている。しかも、こ
の保護ガラス１０９にスパッタがあまり付着しないよう
にエア吹き出しノズル装置１１１のエア吹きノズル１１
３からエアが吹き出されている。By the way, when the above-mentioned conventional YAG laser processing head 101 is used for welding, the spatter returns to the inside of the laser nozzle 107 and damages the condenser lens 105. The expensive condensing lens 105 is protected by a protective glass 109 provided near the lower part. Moreover, the air blowing nozzle 11 of the air blowing nozzle device 111 is arranged so that spatter does not adhere to the protective glass 109 so much.
Air is blowing out from 3.
【０００６】しかしながら、レーザ溶接加工を長時間続
けると、保護ガラス１０９にスパッタが付着してしま
う。その場で保護ガラス１０９からスパッタを除去する
ことができないので、交換しなければならない。However, if the laser welding process is continued for a long time, spatter will adhere to the protective glass 109. The spatter cannot be removed from the protective glass 109 on the spot and must be replaced.
【０００７】この発明の目的は、特にレーザ溶接加工を
行った際に、保護ガラスにスパッタが付着しにくくして
保護ガラスの交換回数を減らすようにしたレーザ加工ヘ
ッドを提供することにある。An object of the present invention is to provide a laser processing head which reduces the number of times of replacement of the protective glass by making it difficult for spatter to adhere to the protective glass, particularly when laser welding is performed.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１，２，３によるこの発明のレーザ加工ヘッド
は、内部に備えた集光レンズでレーザビームを集光せし
めると共に、集光されたレーザビームを、先端に備えた
レーザノズルから加工すべきワークへ向けて照射せしめ
るレーザ加工ヘッドであって、前記集光レンズとレーザ
ノズルとの間における内部に、レーザビームの光軸に対
して傾斜された保護レンズを設けたり、または、レーザ
ビームの光軸に対し直交した水平状態に回転可能な、あ
るいは振動可能な保護ガラスを設けてなることを特徴と
するものである。In order to achieve the above object, a laser processing head of the present invention according to claims 1, 2 and 3 condenses a laser beam with a condensing lens provided inside and condenses the laser beam. A laser processing head for irradiating a laser beam provided at a tip toward a work to be processed from a laser nozzle provided at a tip, inside the space between the condenser lens and the laser nozzle, with respect to an optical axis of the laser beam. And a protective glass that can be rotated in a horizontal state orthogonal to the optical axis of the laser beam or that can vibrate is provided.
【０００９】したがって、請求項１，２，３の発明のレ
ーザ加工ヘッドでは、レーザ発振器で発振されたレーザ
ビームは集光レンズで集光された後、保護ガラスを経て
レーザノズルからワークへ向けて照射されてワークにレ
ーザ溶接される。Therefore, in the laser processing head according to the present invention, the laser beam oscillated by the laser oscillator is condensed by the condenser lens, and then passes through the protective glass toward the workpiece from the laser nozzle. It is irradiated and laser welded to the work.
【００１０】ワークにレーザ溶接が行われた際に発生す
るスパッタはレーザノズル内に返ってきて保護レンズに
付着しようとするが、保護レンズがレーザビームの光軸
に対して傾斜されていたり、またはレーザビームの光軸
に対し直交した水平状態に回転可能にあるいは振動可能
に設けられているから、従来の固定されているものと比
べせて、スパッタが付着しにくくなって保護ガラスの交
換回数が従来より減少される。Spatters generated when the workpiece is laser-welded return to the laser nozzle and try to adhere to the protective lens. However, the protective lens is inclined with respect to the optical axis of the laser beam, or Since it is rotatably or oscillatably arranged in a horizontal state orthogonal to the optical axis of the laser beam, spatter is less likely to adhere and the number of times of replacement of the protective glass is reduced, as compared with the conventional fixed type. It will be reduced compared to the past.
【００１１】[0011]
【発明の実態の形態】以下、この発明の実施の形態の例
を図面に基いて詳細に説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Hereinafter, an example of an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
【００１２】図１を参照するに、レーザ加工ヘッドとし
ての例えばＹＡＧレーザ加工ヘッド１は加工ヘッド本体
３を備えている。この加工ヘッド本体３の内部にはレー
ザビームＬＢを集光せしめる集光レンズ５が備えられて
いる。しかも、前記加工ヘッド本体３の先端にはレーザ
ノズル７が着脱交換可能に備えられている。Referring to FIG. 1, for example, a YAG laser processing head 1 as a laser processing head includes a processing head body 3. Inside the processing head body 3, a condenser lens 5 for condensing the laser beam LB is provided. Moreover, a laser nozzle 7 is detachably attached to the tip of the processing head body 3 so as to be removable.
【００１３】前記集光レンズ５の下方近傍における加工
ヘッド本体３の内部には透明な保護ガラス９がレーザビ
ームＬＢの光軸Ｃに対して傾斜角θを持って傾斜可能に
設けられている。この保護ガラス９の下方における加工
ヘッド３の一部（図１において右部）にはエア吹き出し
ノズル装置１１が設けられており、このエア吹き出しノ
ズル装置１１の先端に設けられたエア吹き出しノズル１
３からエアが吹き出されるようになっている。なお、エ
ア吹き出しノズル１３の傾斜角θは０＜θ＜９０°で、
好ましくは６０°前後が好ましいものである。A transparent protective glass 9 is provided inside the processing head main body 3 near the lower part of the condenser lens 5 so as to be inclined with respect to the optical axis C of the laser beam LB at an inclination angle θ. An air blowing nozzle device 11 is provided in a part of the processing head 3 below the protective glass 9 (right part in FIG. 1), and the air blowing nozzle 1 provided at the tip of the air blowing nozzle device 11.
Air is blown out from 3. The inclination angle θ of the air blowing nozzle 13 is 0 <θ <90 °,
It is preferably about 60 °.
【００１４】上記構成により、図示省略のレーザ発振器
から発振されたレーザビームＬＢは、加工ヘッド本体３
の内部に備えられた集光レンズ５で集光された後、傾斜
された保護ガラス９を経てレーザノズル７からワークＷ
へ向けて照射されてワークＷにレーザ溶接が行われるこ
とになる。With the above structure, the laser beam LB oscillated from the laser oscillator (not shown) is processed by the processing head body 3.
After being condensed by the condenser lens 5 provided inside the laser beam, the workpiece W is passed from the laser nozzle 7 through the inclined protective glass 9.
The workpiece W is irradiated with the laser beam and laser-welded.
【００１５】ワークＷにレーザ溶接が行われるとスパッ
タが発生し、このスパッタがレーザノズル１３内に返っ
てきて保護ガラス９に付着しようとするが、保護ガラス
９が傾斜角θで傾斜されていると共に、エア吹き出しノ
ズル装置１１のエア吹き出しノズル１３からエアが吹き
出されることにより、従来のレーザビームＬＢの光軸Ｃ
に対し直交した状態に固定されているものと比べて、ス
パッタが保護ガラス９に付着しにくくなると共に保護ガ
ラス９の交換回数を減すことができる。When laser welding is performed on the work W, spatters are generated, and these spatters return to the inside of the laser nozzle 13 and try to adhere to the protective glass 9, but the protective glass 9 is inclined at the inclination angle θ. At the same time, air is blown out from the air blowing nozzle 13 of the air blowing nozzle device 11, so that the optical axis C of the conventional laser beam LB is
As compared with the case where the sputter is fixed in a state orthogonal to the above, spatter is less likely to adhere to the protective glass 9 and the number of times the protective glass 9 is replaced can be reduced.
【００１６】図２および図３には他のＹＡＧレーザ加工
ヘッド１が示されている。図２および図３において、図
１における部品と同じ部品には同一の符号を付して重複
する部分の説明を省略する。FIG. 2 and FIG. 3 show another YAG laser processing head 1. 2 and 3, parts that are the same as the parts shown in FIG. 1 are given the same reference numerals, and descriptions of overlapping parts will be omitted.
【００１７】図２において、前記加工ヘッド本体３の内
部には複数のベアリング１５，１７を介して従動ギヤ１
９が装着されており、この従動ギヤ１９に保護ガラス９
が備えられている。前記加工ヘッド本体３の図１におい
て右側にはモータベース２１を介して駆動モータ２３が
設けられている。この駆動モータ２３の出力軸２５には
前記従動ギヤ１９に噛合した駆動ギヤ２７が装着されて
いる。In FIG. 2, the driven gear 1 is provided inside the machining head body 3 through a plurality of bearings 15 and 17.
9 is attached to the driven gear 19 and the protective glass 9
Is provided. A drive motor 23 is provided on the right side of the processing head body 3 in FIG. 1 via a motor base 21. A drive gear 27 meshing with the driven gear 19 is mounted on the output shaft 25 of the drive motor 23.
【００１８】上記構成により、駆動モータ２３を駆動せ
しめると、出力軸２５を介して駆動ギヤ２７が回転され
るから、従動ギヤ１９を介して保護ガラス９がレーザビ
ームＬＢの光軸Ｃにおいて直交した水平状態において回
転されることになる。With the above structure, when the drive motor 23 is driven, the drive gear 27 is rotated via the output shaft 25, so that the protective glass 9 is orthogonal to the optical axis C of the laser beam LB via the driven gear 19. It will be rotated in the horizontal state.
【００１９】したがって、ワークＷにレーザ溶接が行わ
れた際に発生するスパッタがレーザノズル７内に返って
きても、保護ガラス９が回転されているから、従来と比
べてスパッタは保護ガラス９に付着しにくくなり、保護
ガラス９の交換回数を減らすことができる。Therefore, even if the spatter generated when the workpiece W is laser-welded is returned to the inside of the laser nozzle 7, the protective glass 9 is rotated, so that the spatter is generated on the protective glass 9 as compared with the conventional case. It becomes difficult to adhere, and the number of times of replacement of the protective glass 9 can be reduced.
【００２０】上記の構成において、駆動ギヤ２７，従動
ギヤ１９でなく、ベルト，プーリあるいはチェン，スプ
ロケットなどの駆動伝達部材を用いて保護ガラス９を回
転させるようにしても構わない。In the above structure, the protective glass 9 may be rotated by using a drive transmission member such as a belt, a pulley, a chain, or a sprocket instead of the drive gear 27 and the driven gear 19.
【００２１】図３において、前記加工ヘッド３の内部に
レーザビームＬＢの光軸Ｃに対して直交した水平状態に
保護ガラス９を設けると共にこの保護ガラス９の下部に
は振動部材としての半導体などからなるピエゾアクチュ
エータ２９が設けられている。このピエゾアクチュエー
タ２９にはケーブル３１を介して電源装置をが接続され
ている。In FIG. 3, a protective glass 9 is provided inside the processing head 3 in a horizontal state orthogonal to the optical axis C of the laser beam LB, and a semiconductor such as a vibrating member is formed below the protective glass 9. The piezo actuator 29 is provided. A power supply device is connected to the piezo actuator 29 via a cable 31.
【００２２】上記構成により、電源装置をＯＮせしめて
ケーブル３１を介してピエゾアクチュエータ２９に各周
波数の電流を流すことにより、その周波数で振動が発生
するから、保護ガラス９が振動されることになる。With the above structure, when the power supply device is turned on and a current of each frequency is applied to the piezo actuator 29 through the cable 31, vibration is generated at that frequency, so that the protective glass 9 is vibrated. .
【００２３】したがって、ワークＷにレーザ溶接が行わ
れた際に発生するスパッタがレーザノズル７内に返って
きても、保護ガラス９が振動されているから、従来と比
べてスパッタは保護ガラス９に付着しにくくなり、保護
ガラス９の交換回数を減らすことができる。Therefore, even if the spatter generated when the work W is laser-welded is returned to the inside of the laser nozzle 7, the protective glass 9 is vibrated. It becomes difficult to adhere, and the number of times of replacement of the protective glass 9 can be reduced.
【００２４】上述した保護ガラス９の傾斜、回転および
振動の動作を別々にでなく、複合させるとさらに一層の
効果を有する。If the above-mentioned tilting, rotating and vibrating operations of the protective glass 9 are not separately performed but are combined, a further effect is obtained.
【００２５】なお、この発明は、前述した実施の形態の
例に限定されることなく、適宜な変更を行うことによ
り、その他の態様で実施し得るものである。The present invention is not limited to the above-described embodiment, but can be embodied in other modes by making appropriate changes.
【００２６】[0026]
【発明の効果】以上のごとき実施の形態の例から理解さ
れるように、請求項１，２，３の発明によれば、レーザ
加工ヘッドでは、レーザ発振器で発振されたレーザビー
ムは集光レンズで集光された後、保護ガラスを経てレー
ザノズルからワークへ向けて照射されてワークにレーザ
溶接される。As can be understood from the examples of the embodiments described above, according to the inventions of claims 1, 2 and 3, in the laser processing head, the laser beam oscillated by the laser oscillator is a condenser lens. After being focused by the laser beam, it is irradiated from the laser nozzle toward the work through the protective glass and laser-welded to the work.
【００２７】ワークにレーザ溶接が行われた際に発生す
るスパッタはレーザノズル内に返ってきて保護ガラスに
付着しようとするが、保護ガラスがレーザビームの光軸
に対して傾斜されていたり、またはレーザビームの光軸
に対し直交した水平状態に回転可能に、あるいは振動可
能に設けられているから、従来の固定されているものと
比べて、スパッタが付着しにくくになって保護ガラスの
交換回数を従来より減らすことができる。Spatters generated when the work is laser-welded are returned to the inside of the laser nozzle and try to adhere to the protective glass, but the protective glass is inclined with respect to the optical axis of the laser beam, or Since it is installed so that it can rotate in a horizontal state orthogonal to the optical axis of the laser beam or that it can vibrate, spatter is less likely to adhere to it compared to the conventional fixed type, and the number of times the protective glass is replaced Can be reduced from the conventional one.
【図１】この発明の一実施の形態の例のレーザ加工ヘッ
ドの正断面図である。FIG. 1 is a front sectional view of a laser processing head according to an example of an embodiment of the present invention.
【図２】この発明の他の例のレーザ加工ヘッドの正断面
図である。FIG. 2 is a front sectional view of a laser processing head according to another example of the present invention.
【図３】この発明の別の例のレーザ加工ヘッドの正断面
図である。FIG. 3 is a front sectional view of a laser processing head according to another example of the present invention.
【図４】従来のレーザ加工ヘッドの正断面図である。FIG. 4 is a front sectional view of a conventional laser processing head.
１ ＹＡＧレーザ加工ヘッド（レーザ加工ヘッド） ３ 加工ヘッド本体 ５ 集光レンズ ７ レーザノズル ９ 保護ガラス １１ エア吹き出しノズル装置 １３ エア吹き出しノズル ＬＢ レーザビーム Ｃ 光軸 Ｗ ワーク 1 YAG laser processing head (laser processing head) 3 Processing head body 5 Condensing lens 7 Laser nozzle 9 Protective glass 11 Air blowing nozzle device 13 Air blowing nozzle LB Laser beam C Optical axis W Work
Claims (3)
を集光せしめると共に、集光されたレーザビームを、先
端に備えたレーザノズルから加工すべきワークへ向けて
照射せしめるレーザ加工ヘッドであって、前記集光レン
ズとレーザノズルとの間における内部に、レーザビーム
の光軸に対して傾斜された保護レンズを設けてなること
を特徴とするレーザ加工ヘッド。1. A laser processing head for condensing a laser beam with a condensing lens provided inside, and irradiating the focused laser beam toward a work to be machined from a laser nozzle provided at a tip. The laser processing head is characterized in that a protective lens tilted with respect to the optical axis of the laser beam is provided inside the condensing lens and the laser nozzle.
を集光せしめると共に、集光されたレーザビームを、先
端に備えたレーザノズルから加工すべきワークへ向けて
照射せしめるレーザ加工ヘッドであって、前記集光レン
ズとレーザノズルとの間における内部に、前記レーザビ
ームの光軸に対して直交した水平状態に回転可能な保護
ガラスを設けてなることを特徴とするレーザ加工ヘッ
ド。2. A laser machining head for condensing a laser beam with a condensing lens provided inside, and irradiating the condensed laser beam toward a work to be machined from a laser nozzle provided at a tip. And a protective glass which is rotatable in a horizontal state orthogonal to the optical axis of the laser beam is provided inside the condenser lens and the laser nozzle.
を集光せしめると共に、集光されたレーザビームを、内
部に備えたレーザノズルから加工すべきワークへ向けて
照射せしめるレーザ加工ヘッドであって、前記集光レン
ズとレーザノズルとの間における内部に、前記レーザビ
ームの光軸に対して直交した水平状態に振動可能な保護
ガラスを設けてなることを特徴とするレーザ加工ヘッ
ド。3. A laser processing head for focusing a laser beam with a focusing lens provided inside and irradiating the focused laser beam toward a work to be processed from a laser nozzle provided inside. And a protective glass capable of vibrating in a horizontal state orthogonal to the optical axis of the laser beam is provided inside the condenser lens and the laser nozzle.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7274260A JPH09108877A (en) | 1995-10-23 | 1995-10-23 | Laser beam processing head |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7274260A JPH09108877A (en) | 1995-10-23 | 1995-10-23 | Laser beam processing head |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09108877A true JPH09108877A (en) | 1997-04-28 |
Family
ID=17539209
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7274260A Pending JPH09108877A (en) | 1995-10-23 | 1995-10-23 | Laser beam processing head |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09108877A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102011087181A1 (en) * | 2011-11-28 | 2013-05-29 | 3D-Micromac Ag | Laser Processing System |
| DE102019103250B4 (en) | 2018-02-16 | 2022-05-25 | Fanuc Corporation | Laser processing head in which contamination of the protective window is suppressed |
-
1995
- 1995-10-23 JP JP7274260A patent/JPH09108877A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102011087181A1 (en) * | 2011-11-28 | 2013-05-29 | 3D-Micromac Ag | Laser Processing System |
| DE102011087181B4 (en) * | 2011-11-28 | 2017-08-17 | 3D-Micromac Ag | Laser Processing System |
| DE102019103250B4 (en) | 2018-02-16 | 2022-05-25 | Fanuc Corporation | Laser processing head in which contamination of the protective window is suppressed |
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