JPS61169186A - レ−ザ加工用ヘツド - Google Patents

レ−ザ加工用ヘツド

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JPS61169186A
JPS61169186A JP60009105A JP910585A JPS61169186A JP S61169186 A JPS61169186 A JP S61169186A JP 60009105 A JP60009105 A JP 60009105A JP 910585 A JP910585 A JP 910585A JP S61169186 A JPS61169186 A JP S61169186A
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JP
Japan
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nozzle
head
subchamber
path
movable nozzle
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Pending
Application number
JP60009105A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazuhisa Sanbe
和久 三瓶
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP60009105A priority Critical patent/JPS61169186A/ja
Publication of JPS61169186A publication Critical patent/JPS61169186A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/14Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor
    • B23K26/1462Nozzles; Features related to nozzles
    • B23K26/1464Supply to, or discharge from, nozzles of media, e.g. gas, powder, wire
    • B23K26/1476Features inside the nozzle for feeding the fluid stream through the nozzle
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/14Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 開示技術は、レーザ光線を使用して樹脂板等を加工する
装置の技術分野に属する。
この発明は、集光用レンズを有する筒状のヘッド本体の
側壁にガス供給路が穿設され、ヘッド本体の先端に可動
ノズルが摺動自在に突出イ・1勢されているレーザ加工
用ヘッドに関する発明であり、特に、上記可動ノズルが
ヘッド本体の内部に挿入され内部に照射路が形成され該
可動ノズルの外側に、排出路が穿設され副室を形成する
ノズルカバが設けられ、該副室とヘッド本体内の照射路
とが該照射路に沿って形成されたサブノズルにより連通
され可動ノズルを被加工材に密着させて加工を行なうレ
ーザ加工用ヘッドに係る発明である。
〈従来技術〉 周知の如く、従来から、樹脂製品のレーザ切断に際し、
第6図に示す様に、レーザ加工用ヘッド1により被加工
物としての樹脂板2を切断する場合には、集光レンズ3
によりスポット状に集光させたレーザ光4を照射させ、
ヘッド本体5に設()られたガス供給路6から補助ガス
7をレーザ光4と同軸に噴出させ、レーザ加熱にJ:り
生成した溶融、蒸発物を吹ぎ飛ばしながら切断を行なう
ようになっていた。
そして、上述切断作業中に発生する溶融蒸発物(Co、
シアン化水素、アンモニア等)を除去J−る手段として
は、文献機械技術第31巻第11号第59頁〜第60頁
に示されている様に被加工物の裏面に吸引装置を配設刃
る態様が採用されている。
〈発明が解決しようとする問題点〉 ざりながら、上述従来技術のレーザ加工用ヘッド1にあ
っては、第6.9図に示づ様に樹脂板2に一旦貫通孔8
が形成されれば溶融蒸発物は補助ガス7の作用により樹
脂板2の裏面側へ飛散されるためこの部分に吸引装置等
を設ければ溶融蒸発物を容易に除去できるものの、第7
.8図に示す様に貫通孔8が形成される過程においては
以下に示寸問題があった。
即ち、レーザ照射部に生成する溶融蒸発物が全て樹脂板
2の表面側に飛散され、特に、YAGレーザ光を使用し
た場合には波長1.06μで樹脂等への吸収率が悪<、
貫通孔8が形成されるまでの間にある程度の時間を要す
ることもあって、上記飛散された溶融蒸発物や粉塵等が
第7.8.10図にハツチングで示づ様に樹脂板20表
面に付着してしまうという欠点があった。  ′これに
対処するに、補助ガス7を止めて溶融蒸発物や粉塵をで
きるだtプ飛散ざ1!ないようにづる手段も採用された
が、第11図に点で示づ様にレーザ照射部から発生する
粉塵の付着はMlプられず意匠性を損ねるばかりか粉塵
がヘッド本体5内に流入した場合には集光用レンズ3に
損傷を与えることがある不具合があった。
又、第12図に示す様に溶融蒸発物等の(1着した部分
を囲む破線部を切断する手段も考えられるが、溶融蒸発
物の付着範囲より小さな小孔、スリット等の切断加工を
行なう場合には孔の周囲にイ」着物が残存する不具合さ
があった。
これに対し、実開昭50−105094号公報に図示さ
れている様に、ヘッド本体の先端を被加工材に密着させ
て切断加工を行なう手段も案出されているが、切断加工
中に供給されるガスが単なるエアーカーテンとしてしか
奢幾能しないため、溶融蒸発物をスムーズに1JI出づ
ることかできず作業環境を悪化させてしまうものであっ
た。
この発明の目的は上述従来技術に基づくレーザ加工用ヘ
ッドの問題点を解決すべき技術的課題どし、被加工Hの
切断表面に溶融蒸発物等がイ」着せず意匠性を損ねない
ことは勿論のこと、周囲の作業環境を悪化させることも
なく精度の高い加工が行なわれるようにし各種産業にお
ける切断加工利用分野に益づる優れたし〜ザ加二[用ヘ
ッドを提供せんとするものである。
〈問題点を解決するための手段・作用〉上述目的に沿い
先述特許請求の範囲を要旨とするこの発明の構成は、前
述問題点を解決するために、筒状のヘッド本体の側壁の
ガス供給路から補助ガスを供給した状態でヘッド本体の
先端の可動ノズルを被加工材に密着しレーザ光を照射す
れば、ヘッド本体と可動ノズルの内部に形成された照射
路にレーザ光と共に補助ガスが供給されるとヘッド本体
内部に縮退挿入された可動ノズルの外側を覆うノズルカ
バ内の副室へ照射路の周囲に沿って形成されたザブノズ
ルへ補助ガスが溶融蒸発物と共に排出されて副室に穿設
された排出路へ流過するように、して貫通孔が形成され
、次いで、ヘッド本体を被加工材から離せばヘッド本体
内の照射路から噴出する補助ガスがザブノズルから漏れ
ることなく貫通孔に噴出し、通常の切断作業がなされ得
るようにした技術的手段を講じたものである。
〈実施例−構成〉 次に、この発明の1実施例を第6〜12図を援用し第1
〜5図に基づいて説明すれば以下の通りである。
第1図に示すのは、この発明の要旨を成すレーザ加工用
ヘッド1′であり、平凸タイプの集光用レンズ3′がナ
ツト9により内装固定された筒状のヘッド本体5′が、
先端側を閉塞する防護ガラス10を挾持するホルダ11
を有している。
上記ホルダ11の側壁には、図示しないガス圧送装置に
連通ずるガス供給路12が穿設され、該ホルダ11の内
部にはドライブッシコ13を介して可動ノズル14が摺
動自在に挿入され、上記ヘッド本体5′と可動ノズル1
4の内部に逆円すい状の照射路15が形成されている。
そして、手記可動ノズル14の外側には、該1り動ノズ
ル14の外周にスミ−ツバナツト16を介してノズルカ
バ17が固定され、該ノズルカバ17は図示しないフィ
ルタ等を有するサクション装置に連通りるυ1川路18
を有すると共に」−記小ルダ11どの間に介装されたバ
ネ19に抑圧されている3、このJ:うにして、可動ノ
ス゛ル14の外側を覆うノズルカバ17にJ:り副室2
0が形成されている。
尚、ノズルカバ17の上縁にはホルダ11の外周に沿う
ガイド21が形成され、ガス供給路12には供給管22
が取りイ」けられている。
そして、上記副室20から照射路15に沿って先端に照
射口23を有するサブノズル24が形成され、副v20
と魚身4路15とを連通路25として連通させている。
尚、可動ノズル14は上記バネ19により先端側に突出
付勢されているがその突出縮退ストロークは可動ノズル
14の基端が係止するホルダ11の段差部26で規制さ
れている。
又、上記ヘッド本体5′、ホルダ11、ノズルカバ17
、可動ノズル14は各々芯ずれしないJ、うに組み付【
プられている。
〈実施例−作用〉 −に連構成において、ポリプロピレン等のバンバ等の樹
脂板2の切断加工を行なう場合には、第2図に示づ一様
に可動ノズル14が突出した状態にあるレーザ加工用ヘ
ッド1′を第3図に示づ様に樹脂板2に押し当てるど共
にレーリ゛光4、′及び、ガス供給装置を介してガス供
給路12から補助ガスとしてのエアー 7を噴出さゼる
ど−に記し−リ1光4はリブノズル24の先端の照射口
23に対応する部分にスポット状に集光して穴の形成を
開始Jる。
ここで、上記レーザ光4ににり樹脂板2から溶融蒸発物
26が生成されるが、該溶融蒸発物2Gは噴出されるエ
アー 7により連通路25′h冒ろ副室20を経て排出
路18へ排出されて集塵処理されるため、樹脂板2には
何等飛散することもないばかりか周囲の作業環境を悪化
させることもない。
勿論、溶融蒸発物26は照射路15を逆流することもな
いので集光レンズ3′はもとより防護ガラス10に付着
して破損させるようなこともない。
そして、上)ホ作業により第4図に示す様に樹脂板2に
貫通孔8が穿設された後は、第2図に示す様に、レーザ
加工用ヘッド1′を上昇させれば、エアー7の噴出によ
って溶融蒸発物26は樹脂板2の裏面に1ノ1出されレ
ーザ加工用ヘッド1′を移動させて通常の切断作業がな
される。
この場合、ザブノズル24の連通路25は照射路15に
沿って形成されていることにより、エアー7が連通路2
5から漏れるようなこともなく効率良く噴出される。
〈他の実施例〉 尚、この発明の実施態様は上述1実施例に限られるもの
で4fいことは勿論であり、例えば、レーザ加工用ヘッ
ドを上下動させる手段と下降位置制御はレーザ発振器本
体に組み込むことで可能であり、又、レーリ“加工用ヘ
ッドに光ファイバ等の手段でレーザ光を伝達させ、該レ
ーザ加工用ヘッドをロボッ]−に装着しロボッ1への動
作により上下動、及び、位置制御を行なうことも可能で
あり、又、排出路側にザクジョン装置を設(プず照射路
へ供給される補助ガスの圧力によりIJ+出させるよう
にJる専科々の態様が採用可能である。
〈発明の効果〉 以上、この発明によれば基本的に、切断(;11始時に
レーザ照射によって生ずる溶融蒸発物、粉塵等が被加工
材の表面に付着せず、残留物により製品の品質が低下す
ることがないという優れた効果が秦される。
又、上記可動ノズルがヘッド本体の内部に挿入され内部
に照射路が形成され該可動ノズルの外側に、排出路が穿
設され副室を形成するノズルカバが設けられ、該副室と
ヘッド本体内の照射路とが該照射路に沿って形成された
1ノブノズルにより連通されていることにより切断開始
時の貫通孔を形成するまでに発生する溶融蒸発物等が確
実にfJlllされるため、周囲に散乱せず、良好な作
業環境が維持されるという優れた効果が奏される。
加えて、ガス供給路から圧送される補助カスにより溶融
蒸発物が排出できるため客用の大ぎい吸引装買等が必要
なく、一方溶融蒸発物が集光用1ノンズ側に流入して集
光用レンズを損傷させることがなく各種のコストを低減
させることができるという利点もある。
【図面の簡単な説明】
第1〜5図はこの発明の1実施例を示し、第1図は部分
断面図、第2〜4図は各々作業状態の断面図、第5図は
樹脂板の平面図、第6図は従来態様断面図、第7〜9図
は従来の作業状況断面図、第10〜12図は従来態様の
第5図対応平面図である。 3′・・・集光用レンズ、  5′・・・ヘッド本体、
12・・・ガス供給路、 14・・・可動ノズル、1′
・・・レーザ加工用ヘッド、 18・・・1ノ1出路、 20・・・副室、17・・・
ノズルカバ、 24・・・1ナブノズル出願人 トヨタ
自動車株式会ネ1 弔1図 3″・・集几用しンズ 5 6、、、H粉本      18  才井出y存1
29.77・・スイへ煤すδ      20  副室
14° q*tu ス=tv           ’
”””スパルυノ\′1 、 し−ず・乃。1用。ラド
    24− すフ゛ノス゛ル区 第4図 ↓ 第5図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  集光用レンズを有する筒状のヘッド本体の側壁にガス
    供給路が穿設され、ヘッド本体の先端に可動ノズルが摺
    動自在に突出付勢されているレーザ加工用ヘッドにおい
    て、上記可動ノズルがヘッド本体の内部に挿入され内部
    に照射路が形成され該可動ノズルの外側に、排出路が穿
    設され副室を形成するノズルカバが設けられ、該副室と
    ヘッド本体内の照射路とが該照射路に沿つて形成された
    サブノズルにより連通されていることを特徴とするレー
    ザ加工用ヘッド。
JP60009105A 1985-01-23 1985-01-23 レ−ザ加工用ヘツド Pending JPS61169186A (ja)

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