JPS6040684A - Laser working head - Google Patents
Laser working headInfo
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- JPS6040684A JPS6040684A JP58149938A JP14993883A JPS6040684A JP S6040684 A JPS6040684 A JP S6040684A JP 58149938 A JP58149938 A JP 58149938A JP 14993883 A JP14993883 A JP 14993883A JP S6040684 A JPS6040684 A JP S6040684A
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/14—Working 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
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- B23K26/14—Working 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
- B23K26/1462—Nozzles; Features related to nozzles
- B23K26/1464—Supply to, or discharge from, nozzles of media, e.g. gas, powder, wire
- B23K26/1476—Features inside the nozzle for feeding the fluid stream through the nozzle
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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
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
この発明は、レーザ加工性能全向上させる様にしたレー
ザ加工ヘッドに関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a laser processing head that completely improves laser processing performance.
従来この種のレーザ加工ヘッドとしては、第1図に示す
ものがあった。第1図は従来のレーザ加工ヘッドを示す
縦断面図である。図において、■は加工ヘッド、2はレ
ーザ光、3はレンズ、4は加工ヘッドエの先端部のノズ
ル、5は加ニガスジエツト、6は被加工物、7は加工ガ
ス、8は加工ガスボンベ、9は加ニガスフのレギュレー
タ、10は加ニガスフの電磁弁、11は被加工物6の飛
散物でろるスパッタ、12は被加工物6の溶融物で必る
ドロスを示している。A conventional laser processing head of this type is one shown in FIG. FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a conventional laser processing head. In the figure, ■ is the processing head, 2 is the laser beam, 3 is the lens, 4 is the nozzle at the tip of the processing head, 5 is the gas jet, 6 is the workpiece, 7 is the processing gas, 8 is the processing gas cylinder, and 9 is the processing gas cylinder. 10 is a Kanigasuf electromagnetic valve, 11 is spatter caused by flying objects from the workpiece 6, and 12 is dross caused by melted material from the workpiece 6.
上記した様な構成を有する従来のレーザ加工ヘッドでは
、例えば酸素、窒素、空気等の加ニガスフが、加工ガス
ボンベ8よりレギュレータ9及び電磁弁10を介し、第
1図の矢印方向から加工ヘッド1の内部へ供給される。In the conventional laser processing head having the above-mentioned configuration, a gas such as oxygen, nitrogen, or air is supplied to the processing head 1 from the processing gas cylinder 8 through the regulator 9 and the electromagnetic valve 10 from the direction of the arrow in FIG. Supplied internally.
この加ニガスフは、レーザ光2と共に同軸方向に加工ヘ
ッド1の先端部のノズル4より、加ニガスジエツト5と
なって被加工物6上に噴射される。この時、レンズ3に
は、第2図に矢印で示す様な下方向よりの加ニガスフに
よる圧力が加えられるが、レンズ3に加わる圧力が、約
5〜10 Kq/−以上の強い圧力となると、レンズ3
は、第2図の点線に示す様に変形してレンズ3の焦点位
置がずれ、良好なレーザ加工ができなくなったり、また
、ついにはレンズ3が破損したりするなどの欠点がめっ
た。This carnivorous gas jet 5 is injected onto a workpiece 6 from a nozzle 4 at the tip of the processing head 1 coaxially with the laser beam 2. At this time, pressure is applied to the lens 3 from the downward direction as shown by the arrow in FIG. , lens 3
The lens 3 is often deformed as shown by the dotted line in FIG. 2, causing the focal position of the lens 3 to shift, making it impossible to perform good laser processing, and eventually causing the lens 3 to be damaged.
この発明は、上記の様な従来のものの欠点を改善する目
的でなされたもので、レーザ光をレンズにより集光し、
加工ガスを前記レーザ光と共に同軸的に噴射するノズル
を有するレーザ加工ヘッドにおいて、前記ノズルを内1
1111ノズルと外t111ノズルの2重構造に形成し
、前記内1811ノズルからは低圧力の加工ガスを前記
レーザ光と共に同軸的に噴射し、前記外側ノズルからは
高圧力の加工ガスを噴射する様にして成る構成を有し、
レンズの変形や破損を防止し、常に安定した高性能なレ
ーザ加工を行うことができるレーザ加工ヘッドを提供す
るものである。This invention was made for the purpose of improving the drawbacks of the conventional ones as described above, and focuses the laser beam with a lens.
In a laser processing head having a nozzle that injects processing gas coaxially with the laser beam, one of the nozzles is
It is formed in a double structure of a 1111 nozzle and an outer T111 nozzle, and the inner 1811 nozzle injects low-pressure processing gas coaxially with the laser beam, and the outer nozzle injects high-pressure processing gas. It has a configuration consisting of
The object of the present invention is to provide a laser processing head that prevents lens deformation and damage and can always perform stable and high-performance laser processing.
以下、この発明の実施例を図について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第3図はこの発明の一実施例であるレーザ加工ヘッドを
示す縦断面図で、第1図と同一部分は同一符号を用いて
表示してあり、その詳細な説明は省略する。図において
、4aは加工ヘッド1の先端部の内側ノズル、4bは加
工ヘッド1の先端部の外側ノズルでらり、各内側ノズJ
v4aと外側ノズル4bとは2重構造に形成される。7
aは低圧力の加工ガス、7bは高圧力の加工ガス、i3
” l 9 alloaはそれぞれ低圧力の加ニガス
フa側の加工ガスボンベ、レギュレータ、電磁弁である
。また、8 b 、 9 b 、 10bはそれぞれ高
圧力の加ニガスフb側の加工ガスボンベ、レギュレータ
、電磁弁である。FIG. 3 is a longitudinal cross-sectional view showing a laser processing head according to an embodiment of the present invention, in which the same parts as in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and detailed explanation thereof will be omitted. In the figure, 4a is the inner nozzle at the tip of the processing head 1, 4b is the outer nozzle at the tip of the processing head 1, and each inner nozzle J
v4a and the outer nozzle 4b are formed in a double structure. 7
a is a low pressure processing gas, 7b is a high pressure processing gas, i3
9 alloa are processing gas cylinders, regulators, and solenoid valves on the low-pressure gas pipe a side, respectively. 8 b, 9 b, and 10b are processing gas cylinders, regulators, and solenoid valves on the high-pressure gas pipe b side, respectively. It is.
上記した様な構成を有するこの発明の一実施例でめるレ
ーザ加工ヘッドでは、約1〜2 Kq/cJの低圧力の
加ニガスフa及び約5〜20〜/ taの高圧力の加ニ
ガスフbは、それぞれ第3図に矢印で示す方向よシ加エ
ヘッド1に供給される。低圧力の加ニガスフaは、加工
ヘッド1の内部のレーザ光2と共に同軸方向に加工ヘッ
ド1の先端部の内側ノズル4aより被加工物6上に噴射
される。また、高圧力の加ニガスフbは、加工ヘッド1
の内部へは供給されることなく、内側ノズル4aと2重
構造を形成する外0111ノズル4bより直接に、加ニ
ガスジエツト5となって被加工物6上に噴射される。と
の場合、高圧力の加ニガスフbは、加工ヘッド1の内部
空間には加えられない構造とされているので、レンズ3
には不要な高圧力の加ニガスフbは加えられず、このた
め、レンズ3が変形することや破損することを防止でき
る。低圧力の加ニガスフ8には、加工ヘッド1の内部の
レンズ3を汚損しない様に清浄な加工ガス(例えば酸素
。In the laser processing head according to an embodiment of the present invention having the above-mentioned configuration, a gas cylinder a with a low pressure of about 1 to 2 Kq/cJ and a gas cylinder b with a high pressure of about 5 to 20 Kq/cJ are used. are supplied to the cutting head 1 in the directions indicated by arrows in FIG. 3, respectively. The low-pressure gas inlet gas a is injected onto the workpiece 6 from an inner nozzle 4a at the tip of the processing head 1 coaxially with the laser beam 2 inside the processing head 1. In addition, the high-pressure gas puff b is placed on the processing head 1
The gas is not supplied to the interior of the workpiece 6, but is directly injected onto the workpiece 6 as a gas jet 5 from the outer nozzle 4b forming a double structure with the inner nozzle 4a. In this case, the structure is such that the high-pressure gas cylinder b cannot be applied to the internal space of the processing head 1, so the lens 3
An unnecessary high-pressure gas puff b is not applied to the lens 3, thereby preventing the lens 3 from being deformed or damaged. A clean processing gas (for example, oxygen) is used in the low-pressure gas puff 8 so as not to contaminate the lens 3 inside the processing head 1.
窒素、空気等)を使用し、また、高圧力の加ニガスフb
には、高圧力を有する最適な加ニガスジエツト5を形成
するため、多量の加工ガスを必要とするが、清浄な加工
ガスである必要はないために安価な加工ガスの使用が可
能となる。これにより、特に集光特性の良いシングルモ
ードの大出力レーザ光によって厚い金属板等を切断する
場合、その切断幅は狭くなるが、強力な加ニガスジエツ
ト5を形成できるために、金属板に対する切断能力の低
下することがない。(nitrogen, air, etc.) and high-pressure gas
In order to form an optimum gas jet 5 having a high pressure, a large amount of processing gas is required, but since it does not need to be a clean processing gas, it is possible to use an inexpensive processing gas. As a result, when cutting a thick metal plate etc. with a single mode high power laser beam with particularly good focusing characteristics, the cutting width becomes narrow, but since a strong gas jet 5 can be formed, it is possible to cut the metal plate. No deterioration.
ここで、現実に炭酸ガスレーザを実例として見るに、上
記した従来例のものにおいては、レンズ3には約1〜5
h/alの圧力しか加えられないため、レーザ出力約
2KWにおいて、鉄板では約9朋、ステンレス板では約
3.5門程度の厚さの板までしか切断することができな
かった。これに対し、この発明のものにおいては、同じ
レーザ出力で、鉄板では約20■、ステンレス板では約
6間程度の厚さの板まで十分に切断することができ、そ
の切断能力を飛躍的に上昇させ得ることが実証されてい
る。Here, looking at a carbon dioxide laser as an actual example, in the conventional example mentioned above, the lens 3 has approximately 1 to 5
Since only a pressure of h/al can be applied, at a laser output of about 2 KW, it was possible to cut only about 9 mm thick for iron plates and about 3.5 mm thick for stainless steel plates. On the other hand, with the device of this invention, with the same laser output, it is possible to sufficiently cut plates approximately 20 mm thick for iron plates and approximately 6 mm thick for stainless steel plates, dramatically increasing the cutting ability. It has been demonstrated that it can be increased.
第4図はこの発明の他の実施例であるレーザ加工ヘッド
の先端部のノズル部分を示す拡大縦断面図である。図に
示す様なレーザ加工ヘッドでは、内側ノズル4aは、そ
の先端部を流線形状となし、かつ外側ノズル4bより少
しばかり、約1〜10U程度突出させる様にした構成を
有する。この様にすると、加ニガスジエツト5の絞られ
る位置とレーザ光2の焦点位置Aとを同一にすることが
でき、このため、被加工物6に対する切断能力を一ノ台
向上させることができる。FIG. 4 is an enlarged longitudinal sectional view showing a nozzle portion at the tip of a laser processing head according to another embodiment of the present invention. In the laser processing head as shown in the figure, the inner nozzle 4a has a streamlined tip and is configured to protrude slightly from the outer nozzle 4b by about 1 to 10 U. In this way, the position where the gas jet 5 is narrowed and the focal position A of the laser beam 2 can be made the same, and therefore the cutting ability for the workpiece 6 can be improved by one degree.
この発8Aは以上説明した様に、レーザ加工ヘッドにお
いて、ノズルを内側ヘッドと外側ノズルの2重構造に形
成し、前記内jHllノズルからは低圧力の加工ガスを
レーザ光と共に同軸的に噴射し、前記外側ノズルからは
高圧力の加工ガスを噴射する様に構成したので、加工ヘ
ッドの内部に設けられるレンズが、加工ガスの圧力によ
って変形したり破損したりすることを有効的に防止し、
常時安定した極めた高性能なレーザ加工を行うことがで
きるレーザ加工ヘッドが得られるという優れた効果を奏
するものでbる。As explained above, in this generation 8A, the nozzle in the laser processing head is formed into a double structure of an inner head and an outer nozzle, and low pressure processing gas is coaxially injected with the laser beam from the inner nozzle. Since the outer nozzle is configured to inject high-pressure processing gas, the lens provided inside the processing head is effectively prevented from being deformed or damaged by the pressure of the processing gas,
This has the excellent effect of providing a laser processing head that can perform stable and extremely high-performance laser processing at all times.
第1図は従来のレーザ加工ヘッドを示す縦断面図、第2
図は、第1図のレーザ加工ヘッドの使用態様におけるレ
ンズ部分を示す説明図、第3図はこの発明の一実施例で
あるレーザ加工ヘッドを示す縦断面図、第4図はこの発
明の他の実施例であるレーザ加工ヘッドの先端部のノズ
ル部分を示す拡大縦断面図である。
図において、1・・・加工ヘッド、2・・・レーザ光、
3・・・レンズ、4・・・ノズル、4a・・・内側ノズ
ル、4b・・・外側ノズル、5・・・加ニガスジエツト
、6・・・被加工物、7・・・加工ガス、7a・−低圧
力の加工ガス、7b・・・高圧力の加工ガス、8,8a
、8b。
・・−加工カスボンベ、9.9a、9b・・・レギュレ
ータ、10 + 10a 、 iob ++電磁弁、1
1−Xバッタ、12・・・ドロスである。
なお、各図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
代理人 大岩増雄
第 1 図
第2図
第3図
第 4 図Figure 1 is a vertical cross-sectional view showing a conventional laser processing head, Figure 2
The figures are explanatory diagrams showing the lens portion in the usage mode of the laser processing head shown in Fig. 1, Fig. 3 is a vertical sectional view showing the laser processing head which is an embodiment of the present invention, and Fig. 4 is an explanatory view showing the lens portion in the usage mode of the laser processing head shown in Fig. 1. FIG. 2 is an enlarged vertical cross-sectional view showing a nozzle portion at the tip of a laser processing head according to an embodiment of the present invention. In the figure, 1...processing head, 2...laser light,
3...Lens, 4...Nozzle, 4a...Inner nozzle, 4b...Outer nozzle, 5...Cannibal gas jet, 6...Workpiece, 7...Processing gas, 7a... -Low pressure processing gas, 7b...High pressure processing gas, 8, 8a
, 8b. ...-processed waste cylinder, 9.9a, 9b...regulator, 10 + 10a, iob ++ solenoid valve, 1
1-X grasshopper, 12...dross. In each figure, the same reference numerals indicate the same or equivalent parts. Agent Masuo Oiwa Figure 1 Figure 2 Figure 3 Figure 4
Claims (1)
記レーザ光と共に同軸的に噴射するノズルを有するレー
ザ加工ヘッドにおいて、前記ノズルを内0111ノズル
と外側ノズルの2重構造に形成し、前記内側ノズルから
は低圧力の加工ガスを前記レーザ光と共に同軸的に噴射
し、前記外側ノズルからは高圧力の加工ガスを幀射する
様にして成ることを特徴とするレーザ加工ヘッド。 ■ 前記内側ノズルは、その先端部を流線形状となし、
かつ前記外側ノズルより少し突出させる様にしたことを
特徴とする特許請求の範囲第1項記載のレーザ加工ヘッ
ド。(1) In a laser processing head having a nozzle that condenses laser light with a lens and injects processing gas coaxially with the laser light, the nozzle is formed into a double structure of an inner 0111 nozzle and an outer nozzle, and the A laser processing head characterized in that a low-pressure processing gas is ejected from the inner nozzle coaxially with the laser beam, and a high-pressure processing gas is ejected from the outer nozzle. ■ The inner nozzle has a streamlined tip;
2. The laser processing head according to claim 1, wherein the laser processing head is configured to project slightly from the outer nozzle.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58149938A JPS6040684A (en) | 1983-08-17 | 1983-08-17 | Laser working head |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58149938A JPS6040684A (en) | 1983-08-17 | 1983-08-17 | Laser working head |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6040684A true JPS6040684A (en) | 1985-03-04 |
JPS6258835B2 JPS6258835B2 (en) | 1987-12-08 |
Family
ID=15485842
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58149938A Granted JPS6040684A (en) | 1983-08-17 | 1983-08-17 | Laser working head |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6040684A (en) |
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Also Published As
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