JPH0327889A

JPH0327889A - レーザ加工機の加工ヘッド

Info

Publication number: JPH0327889A
Application number: JP1162800A
Authority: JP
Inventors: Yoshiharu Sato; 義治佐藤
Original assignee: Amada Co Ltd
Current assignee: Amada Co Ltd
Priority date: 1989-06-27
Filing date: 1989-06-27
Publication date: 1991-02-06
Anticipated expiration: 2013-02-25
Also published as: JP2718547B2

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】［発明の目的］（産業上の利用分野》この発明は、レーザ加工機の加工ヘッドに関するもので
、レーザビームをワーク面に対して照射させるレーザノ
ズルの近傍に温度センサを設け、このレーザビームによ
るワークの切断加工における発生熱を管理するものであ
る。

（従来の技術〉レーザ加工機は、レーザ発振装置で発振されるレーザビ
ームを、レーザノズルから、ワークテ−ブル上面に載せ
られたワーク上面に照躬させて、このワークを切断加工
する。このレーザピームによる切断加工では、加工速度
を変えるために、ガス切断法が広く採用されているが、
このガス切断法では、アシストガスをレーザノズルから
ＩＩ１１ＩＩｌ！ｌで噴出させている。このようなレー
ザノズルは、高温度となるため、酸化に強く、熱伝達の
良い銅製で構成されていた。

《発明が解決しようとする課題〉このようなレーザ加■機にあっては、レーザノズルや、
このレーザノズル近傍部分において若し＜ａｍとなるこ
とがある。例えば、レーザノズルから照銅されるレーザ
ビームが、このレーザノズルの内面に干渉して、ノズル
自体の温度が上昇したりする。また、レーザノズルとワ
ークとの間におけるバーニング現象やガウジング現象等
によって、このノズル近傍部が温度上昇したりする。

更には、アルミ板のようなレーザビームを反射し易い反
射率の高いワークの場合にも、このレーザビームがこの
ワークに反射されてレーザノズル近傍位置の温度が上昇
し易い。

このような異常な高温度が発生すると、ワークの切断が
不良となり、切断面がきれいに仕上がらないこととなる
。

このような不良切断の原囚となり易い現象は、従来では
、作業者の視覚によって、判断していたものである。す
なわち、レーヂノズルＰ，ＩＳｌこお０るレーザビーム
の芯ずれや、バーニング現象や、ノ１ウジング現象等を
、作業者が直接視覚によって管理判断していたもので、
これらの現象を発見するとワークを不良にすると共に、
板厚に応じたレーザ発振能力に調整する等の加工条件を
変更して、適当な条件に合せていたものである。

しかしながら、このようへ作業者の視覚による管理判断
では、正確な判断を行い難く、経済的でない。

この発明の目的は、レーザビームを照銅させてワークの
加工を行うレーザノズルの近傍に、このレーザノズル近
傍の温度を検出する温度セン刀を設け、この温度センサ
によってワーク加１二時の発生熱をＭ理するようにした
レーザ加工機の加工ヘッドを提供することにある。

［発明の構成］《課題を解決するための手段〉この発明は、上記目的を達成するために、先端に設けら
れ、レーザビームをワークへ照１ｊ−１させて加工する
レーザノズルの外周部に、このレ−り“ノズル近傍の温
度を検出する温度センサを設けてレーザ加工機の加工ヘ
ッドを構成した。

（作用）レーザ加工機の加工ヘッドにおけるレーザノズルからレ
ーザビームを照躬させて、このレーＩＪ’ビームによっ
てワークの切断加工を行う。このときレーザノズルや、
このレーザノズルの近傍位置では熱を発生するが、この
熱をレーザレノズルの外周部に設けた温度センサによっ
て検出する。この温度センサによって検出される温度が
、異常に高くなるときは、例えば、この温度検出によっ
て又は自動制御等でレーザピームを一旦停止したり、レ
ーザビームの発振出力を調整する等の適当な対策、乃至
処理を行うことができる。

（実施例）第９図において、レーザ加工機の実施例を説明り゜る。

レーザ加工機の機体５は、一側塁部７で上下連結した形
態で、゜下部機体９と上部機休１１との間に、加工間隔
部１３を形成している。この下部機体９には、ワークＷ
を受けて加工移動させるワークテーブル１５、このワー
クテーブル１５上側面に沿って前後方向Ｘ．及びこれと
同水平面上で直交する横方向Ｙへ移動制御されるキャリ
ッジ１７を設け、このキャリッジ１７に設けられている
クランプ１９によって、ワークＷの一側端部を挾持して
、そのワークテーブル１５上面に沿って移動させながら
、レーザ加工を受けさせるものである。

上部機体１１には、前記基部７内部に設けられているレ
ーザ発振装置２１から、このレーヂビームＬＢの強度を
調斃リるレーザ強度調弊装置２３を経て、前端部に取付
けられた反躬１１１２５で、下部の加工ヘッド２７へ鉛
直方向Ｚの下方へ反銅させる一連のレーザピーム軽路２
９が設けられている。前記加工ヘッド２７の先端にはレ
ーザノズル１が取，付Ｇｊられている。Ｎはレーザ加工
を自動制御する数値制１１１１Ｎである。

第１図〜第３図におけるレーザノズル１は、前記加工ヘ
ッド２７の下端部において、前記レーザビームＬＢの集
光される集光レンズ２９の下方に設けられ、この集光レ
ンズ２９の光軸に一致させるように、このノズル中心３
１を設けている。又、この集光レンズ２９とレーヴノズ
ル１との間に形成されるノズル室３３には、アシストガ
スを供給するガス供給口３５が設けられ、レーザノズル
１からレーゾビームＬＢの照躬と共に、アシストノＪス
を下部のワークＷ面へ噴出する。

このレーザノズル１は、銅製のノズル本体３９の下部外
周を適宜厚さの円錐形状のセラミック層４１として、こ
のセラミック層４１内に熱電対等からなる温度センサ３
を埋設し、このセラミック層４１をノズル本体３９の外
周に嵌合して一体的に設けている。この温度センサ３は
、レーザノズル１のノズル中心３１の回りに多数個配設
し、増幅器４３を経て数値制ｌ２Ｉｌ装置Ｎへ入力して
、所定の制御を行わせる構或としている。

この温度ヒンサ３により制御は、単に温度表示ｔｆ）　
Ｊ　４・ｈ・）　＋ｌｉ戊としで、この温度表示を監視
して、作業者が加工作業を停止する形態とするｂよく、
又、温度センサ３からの人力によって加Ｉ　ｆ’ｉＥ業
を自動的に停止する構成とするもよい。又、温度センサ
３が所定以上の？ｌａを検出することによって前記レー
ザ強度調整装置２３を弱くするよう制御連動するもよい
。このようにすることによって安全な温度のもとにおい
で正確な加工条件を維持できる。

なお、加工ヘッド２７に対するレーヂノズル１の肴脱は
、、この加工ヘッド２７に螺合ずる取付リング４５によ
って行う構成としている。又、温度センサ３を着脱する
場合、この取付リング４５によってセラミック４１の上
端部を重合させて締付けるもよい。４７は温゜度センサ
３の金属線である。

ワークテーブル１５上面に板材ワークＷを仇給して、ク
ランプ１９に扶持させて、数値制御装置Ｎの設定によっ
て、このワークＷを移ｖＪｔＩ＋１御しながら加工を行
わせる。

レーザ発振装置２１で発振されるレーザビームＬ［３が
、レーザノズル１から下面のワークＷ面に照射されて、
この移動されるワークＷを所定の形状に切断加工する。

このレーザノズル１におけるレーＩｆビームＬＢが第４
図〜第６図のような何らかの原囚で、変温を発生するこ
ことなったときは、このレーザノズル１自体や外周部等
が変温になったことを、温度センサ３が検出しているた
め、この温度センサ３の検出によって加工作業を一旦停
止したり、自動制御によって前記レーザ強Ｉｆ調整装置
２３を調整制御する等によって、適正に加工条件に設定
する。

これらの高温発生の原因が、例えば、第４図のように、
レーザビーム１Ｂの芯ずれによってレーザノズル１内面
に対し干渉Ａして発生する場合は、このレーザノズル１
自休が高温度になって温度センサ３により検出される。

又、第５図のように、バーニングやガウジングＢ等によ
る場合、ワークＷの温度上昇によって、この上側に接近
する温度センサ３によって検出される。又、第６図のよ
うに、アルミ材等のワークＷによるレーザピームＬＢの
反射光Ｃによって温度が上昇され、これを温度センサ３
が検出する。いずれの場合も、レーザビームＬＢの発振
を一旦停止することによって、所定の調整、処理を行え
ば、ワークＷを不良加工に至らせない。

なお、温度センサ３としては、熱伝対の他に、所定の高
温によってＯＮされるバイメタル等によるスイッヂを設
けるもよく、又、他の温度センサを使用するもよい。又
、第１図〜第６図では、温度ヒンサ３をセラミック層４
１内に埋設したが、第７図のようにレーザノズル１のノ
ズル本体３９の外周部において直接露出させた形態にし
て取付ける構成とするもよく、この形態では、温度セン
サ３が露出されているために、感度を多く維持できる。

又、第８図のように温度センサ３を、取付アーム４９に
よって、レーザノズル１を取付ける加工ヘッド２７に取
付ける構成としてもよく、この形態では、レーザノズル
１の加工ヘッド２７に対する着脱操作時や調整操作時等
では、温度ヒンサ３と独立の構成となっているため操作
が容易である。

［発明の効果１この発明は、前記のような構成とするものであるから、
次のような効果を有する。すなわち、レーザノズルから
ワークへ照射されるレーザピームによって、このレー１
Ｆノズル五傍に允牛りる熱を、このレーザノズルの外周
部に設けた温度センサによって検出することにより、正
確な温度を検出することができ、的確な対処、管理を行
うことができ、無駄な加工、及び不良加工損失等を少く
することができる。

【図面の簡単な説明】

図はこの発明の一実施例を示すもので、第１図番よ加エ
ヘッドの先端に装着されたレーザノズル部分の正面断面
図、第２図はその一部の拡大平面断而図、第３図は第２
図における正面断而図、第４図〜第６図はその作用を示
す同正面断面図、第７図、第８図は別実施例を示す同正
面断面図、第９図はこの発明を実施する一実庵例のレー
ザ加工機の側面図である。１・・・レーザノズル　３・・・温度センサ９・・・下
部機体　１１・・・上部機体２１・・・レーザ発振装置２３・・・レーザ強度調整装置２７・・・加工ヘッド　２９・・・集光レンズ３９・・
・ノズル本体　４１・・・セラミック層４３・・・増幅
器　Ｎ・・・数値制１１０装置Ｗ・・・ワーク

Claims

【特許請求の範囲】

先端に設けられ、レーザビームをワークへ照射させて加
工するレーザノズルの外周部に、このレーザノズル近傍
の温度を検出する温度センサを設けてなることを特徴と
するレーザ加工機の加工ヘッド。