JP2003305584A - レーザ加工装置のレーザ加工ヘッド - Google Patents
レーザ加工装置のレーザ加工ヘッドInfo
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- JP2003305584A JP2003305584A JP2002109692A JP2002109692A JP2003305584A JP 2003305584 A JP2003305584 A JP 2003305584A JP 2002109692 A JP2002109692 A JP 2002109692A JP 2002109692 A JP2002109692 A JP 2002109692A JP 2003305584 A JP2003305584 A JP 2003305584A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 切断加工開始点においても安定した高品質な
切断面を得ることができ、鋭角形状を含む場合にも簡便
な制御により高精度な切断加工を実現すること。 【解決手段】 加工ノズルの開口８からレーザビーム７
を照射するとともに、加工ノズルの開口８から加工ガス
６を噴出することによって切断加工を行うレーザ加工装
置のレーザ加工ヘッドにおいて、レーザビーム７の光軸
１に対して加工ノズルの開口中心９が、相互に一致した
位置と互いに偏心した位置とに変位する態様で加工ノズ
ルを移動可能に配設するとともに、レーザビーム７の光
軸１に対する加工ノズルの開口中心９の位置を規定する
ノズル規定手段を設けるようにした。
切断面を得ることができ、鋭角形状を含む場合にも簡便
な制御により高精度な切断加工を実現すること。 【解決手段】 加工ノズルの開口８からレーザビーム７
を照射するとともに、加工ノズルの開口８から加工ガス
６を噴出することによって切断加工を行うレーザ加工装
置のレーザ加工ヘッドにおいて、レーザビーム７の光軸
１に対して加工ノズルの開口中心９が、相互に一致した
位置と互いに偏心した位置とに変位する態様で加工ノズ
ルを移動可能に配設するとともに、レーザビーム７の光
軸１に対する加工ノズルの開口中心９の位置を規定する
ノズル規定手段を設けるようにした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、レーザ加工装置
のレーザ加工ヘッドに関し、特に切断加工開始点の加工
品質を向上させるレーザ加工装置のレーザ加工ヘッドに
関するものである。
のレーザ加工ヘッドに関し、特に切断加工開始点の加工
品質を向上させるレーザ加工装置のレーザ加工ヘッドに
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図１１に示すレーザ加工装置のブロック
図に基づいてレーザ加工装置について概説する。
図に基づいてレーザ加工装置について概説する。
【０００３】レーザ加工装置３０は、レーザ発振器１１
と、レーザ発振器１１により発振したレーザビーム７を
伝送する複数のミラー１２と、レーザビーム７を集光す
る加工レンズ１３と、加工レンズ１３を保持する加工ヘ
ッド本体３とを有し、加工ヘッド本体３には加工ガスを
供給する加工ノズル２を取り付けて、ガス供給装置１４
から加工ガス６を供給している。
と、レーザ発振器１１により発振したレーザビーム７を
伝送する複数のミラー１２と、レーザビーム７を集光す
る加工レンズ１３と、加工レンズ１３を保持する加工ヘ
ッド本体３とを有し、加工ヘッド本体３には加工ガスを
供給する加工ノズル２を取り付けて、ガス供給装置１４
から加工ガス６を供給している。
【０００４】加工ガス６の供給量は加工ノズル２とガス
供給装置１４との間に設けたガスバルブ１５により調整
する。ガスバルブ１５とレーザ発振器１１とをさらに制
御装置１６に接続し、加工ガス６の供給量とレーザ発振
器１１のビーム出力とを制御する。ガス供給装置１４
は、例えば、酸素（O2）ガスや窒素（N2）ガスを収容し
たガスボンベ、または高圧空気を供給するコンプレッサ
で構成されている。
供給装置１４との間に設けたガスバルブ１５により調整
する。ガスバルブ１５とレーザ発振器１１とをさらに制
御装置１６に接続し、加工ガス６の供給量とレーザ発振
器１１のビーム出力とを制御する。ガス供給装置１４
は、例えば、酸素（O2）ガスや窒素（N2）ガスを収容し
たガスボンベ、または高圧空気を供給するコンプレッサ
で構成されている。
【０００５】レーザ発振器１１により発振したレーザビ
ーム７は、複数のミラー１２により、加工ヘッド本体３
内に設けられた加工レンズ１３に伝送される。レーザビ
ーム７は加工レンズ１３により集光され、加工ノズル２
の先端からワーク５に照射される。一方、ガス供給装置
１４から供給した加工ガス６は、ガスバルブ１５により
供給量を調整された状態で加工ノズル２の開口８からワ
ーク５に噴出する。この結果、図１２に示すように、ワ
ーク５においてレーザビーム７が走査した部分に切断溝
５ａが形成されて、切断加工が行われる。ここで、切断
溝５ａが形成された後においては加工ガス６と溶融金属
が切断溝５ａに沿ってスムーズに流れることになる。
ーム７は、複数のミラー１２により、加工ヘッド本体３
内に設けられた加工レンズ１３に伝送される。レーザビ
ーム７は加工レンズ１３により集光され、加工ノズル２
の先端からワーク５に照射される。一方、ガス供給装置
１４から供給した加工ガス６は、ガスバルブ１５により
供給量を調整された状態で加工ノズル２の開口８からワ
ーク５に噴出する。この結果、図１２に示すように、ワ
ーク５においてレーザビーム７が走査した部分に切断溝
５ａが形成されて、切断加工が行われる。ここで、切断
溝５ａが形成された後においては加工ガス６と溶融金属
が切断溝５ａに沿ってスムーズに流れることになる。
【０００６】しかしながら、図１３に示すように切断加
工開始点には切断溝が形成されていないので、図１４及
び図１５に示すように、加工ガス６の流れ方向と溶融金
属１０の流れ方向を決定する要素がなく、ワーク５の表
面の形状により、加工ガス６と溶融金属１０の流れ方向
が決定される。
工開始点には切断溝が形成されていないので、図１４及
び図１５に示すように、加工ガス６の流れ方向と溶融金
属１０の流れ方向を決定する要素がなく、ワーク５の表
面の形状により、加工ガス６と溶融金属１０の流れ方向
が決定される。
【０００７】このため、図１６に示すように、ワーク５
の切断加工開始点近傍において、切断溝５ａに蛇行する
部分が生じ、形状精度の高い加工が困難であるという問
題を有していた。
の切断加工開始点近傍において、切断溝５ａに蛇行する
部分が生じ、形状精度の高い加工が困難であるという問
題を有していた。
【０００８】かかる問題を解決するものとして、特開平
２−３０３８８号公報にレーザ切断方法の発明が開示さ
れている。この公報に開示された発明は、切断加工の精
度が不安定になりやすい切断加工開始点近傍において、
加工速度を遅くして、溶融金属の表面形状による擾乱を
小さくし、加工精度を上げるものである。
２−３０３８８号公報にレーザ切断方法の発明が開示さ
れている。この公報に開示された発明は、切断加工の精
度が不安定になりやすい切断加工開始点近傍において、
加工速度を遅くして、溶融金属の表面形状による擾乱を
小さくし、加工精度を上げるものである。
【０００９】このほかに切断加工開始点近傍の加工精度
を上げるものとして、特開平１１−７８８号公報にレー
ザ加工方法とレーザ加工機の加工ノズルの発明が開示さ
れている。この発明にかかるレーザ加工機のレーザ加工
ヘッドは、図１７に示すように、加工ヘッド本体３に回
転可能に取り付けた加工ノズル２と、加工ノズル２に固
着した帯状ギヤ２１と、帯状ギヤ２１と噛合する駆動ギ
ヤ２０と、駆動ギヤ２０が取り付けられたモータ２２と
を有している。図１８に示すように、加工ノズル２の開
口８の開口中心９はレーザビーム７の光軸１に対して偏
心した位置に配置している。
を上げるものとして、特開平１１−７８８号公報にレー
ザ加工方法とレーザ加工機の加工ノズルの発明が開示さ
れている。この発明にかかるレーザ加工機のレーザ加工
ヘッドは、図１７に示すように、加工ヘッド本体３に回
転可能に取り付けた加工ノズル２と、加工ノズル２に固
着した帯状ギヤ２１と、帯状ギヤ２１と噛合する駆動ギ
ヤ２０と、駆動ギヤ２０が取り付けられたモータ２２と
を有している。図１８に示すように、加工ノズル２の開
口８の開口中心９はレーザビーム７の光軸１に対して偏
心した位置に配置している。
【００１０】この加工ヘッドを用いて切断加工をする場
合には、レーザビーム７の光軸１を加工ノズル２の回転
中心として偏心方向を制御し、加工ノズル２の開口８の
開口中心９とレーザビーム７の光軸１との位置関係を決
定する。図１８に示すように加工ノズル２の開口８の開
口中心９とレーザビーム７の光軸１との位置関係から加
工ガス６と溶融金属１０の流れ方向を決定し、切断加工
開始点近傍の形状精度を上げることができる。
合には、レーザビーム７の光軸１を加工ノズル２の回転
中心として偏心方向を制御し、加工ノズル２の開口８の
開口中心９とレーザビーム７の光軸１との位置関係を決
定する。図１８に示すように加工ノズル２の開口８の開
口中心９とレーザビーム７の光軸１との位置関係から加
工ガス６と溶融金属１０の流れ方向を決定し、切断加工
開始点近傍の形状精度を上げることができる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
２−３０３８８号公報に開示されたレーザ切断方法によ
れば、加工速度を遅くすると軟鋼を切断加工する際に部
分的に入熱過多となり、バーニングが発生して加工面が
乱れるという問題を内包している。このため、実際にこ
の発明にかかるレーザ切断法を実施する際には、加工速
度を制御するだけでなく、レーザ出力を同期して低下さ
せなければならなかった。
２−３０３８８号公報に開示されたレーザ切断方法によ
れば、加工速度を遅くすると軟鋼を切断加工する際に部
分的に入熱過多となり、バーニングが発生して加工面が
乱れるという問題を内包している。このため、実際にこ
の発明にかかるレーザ切断法を実施する際には、加工速
度を制御するだけでなく、レーザ出力を同期して低下さ
せなければならなかった。
【００１２】ＣＯ2レーザやロッド型固体レーザにおい
て、レーザ出力を低下するためには励起エネルギーを低
下させる必要があるが、レーザビーム形状や収束性、ポ
インティング等が変化するため、制御が非常に複雑にな
るという問題を有している。
て、レーザ出力を低下するためには励起エネルギーを低
下させる必要があるが、レーザビーム形状や収束性、ポ
インティング等が変化するため、制御が非常に複雑にな
るという問題を有している。
【００１３】また、特開平１１−７８８号公報に開示さ
れたレーザ加工方法によれば、加工ノズルの開口中心と
レーザビームの光軸とが常に偏心されているために、安
定的に高品質な切断面を得るためには、偏心方向を常に
切断方向に一致させる必要があり、切断溝形成後の切断
加工では、偏心方向の制御が非常に煩雑になるという問
題を有している。
れたレーザ加工方法によれば、加工ノズルの開口中心と
レーザビームの光軸とが常に偏心されているために、安
定的に高品質な切断面を得るためには、偏心方向を常に
切断方向に一致させる必要があり、切断溝形成後の切断
加工では、偏心方向の制御が非常に煩雑になるという問
題を有している。
【００１４】更に、図１９に示すような鋭角の部分を含
む形状を切断する場合には、偏心方向を切断方向に一致
させたままで方向転換を行う必要がある。このため、図
１９に示す鋭角部の頂点において、加工ノズル２を時計
回りあるいは反時計回りに回転させて加工を実施した場
合には、図２０又は図２１に示すような、不均一な切断
溝形状となり、形状精度が劣化するという問題が発生す
る。
む形状を切断する場合には、偏心方向を切断方向に一致
させたままで方向転換を行う必要がある。このため、図
１９に示す鋭角部の頂点において、加工ノズル２を時計
回りあるいは反時計回りに回転させて加工を実施した場
合には、図２０又は図２１に示すような、不均一な切断
溝形状となり、形状精度が劣化するという問題が発生す
る。
【００１５】この発明は、上記実情に鑑みてなされたも
ので、切断加工開始点においても安定した高品質な切断
面を得ることができ、鋭角形状を含む場合にも簡便な制
御により高精度な切断加工を実現するレーザ加工装置の
レーザ加工ヘッドを得ることを目的とする。
ので、切断加工開始点においても安定した高品質な切断
面を得ることができ、鋭角形状を含む場合にも簡便な制
御により高精度な切断加工を実現するレーザ加工装置の
レーザ加工ヘッドを得ることを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明にかかるレーザ加工装置のレーザ加工ヘッ
ドは、加工ノズルの開口からレーザビームを照射すると
ともに、該加工ノズルの開口から加工ガスを噴出するこ
とによって切断加工を行うレーザ加工装置のレーザ加工
ヘッドにおいて、レーザビームの光軸に対して前記加工
ノズルの開口中心が、相互に一致した位置と互いに偏心
した位置とに変位する態様で前記加工ノズルを移動可能
に配設するとともに、レーザビームの光軸に対する前記
加工ノズルの開口中心の位置を規定するノズル規定手段
を設けたことを特徴とする。
め、この発明にかかるレーザ加工装置のレーザ加工ヘッ
ドは、加工ノズルの開口からレーザビームを照射すると
ともに、該加工ノズルの開口から加工ガスを噴出するこ
とによって切断加工を行うレーザ加工装置のレーザ加工
ヘッドにおいて、レーザビームの光軸に対して前記加工
ノズルの開口中心が、相互に一致した位置と互いに偏心
した位置とに変位する態様で前記加工ノズルを移動可能
に配設するとともに、レーザビームの光軸に対する前記
加工ノズルの開口中心の位置を規定するノズル規定手段
を設けたことを特徴とする。
【００１７】この発明によれば、レーザビームの光軸に
対して加工ノズルの開口中心が相互に一致した位置と互
いに偏心した位置とに変位する態様で加工ノズルを配設
するとともに、レーザビームの光軸に対する加工ノズル
の開口中心の位置を規定するノズル規定手段を設けたの
で、レーザビームに対する加工ノズルの開口中心の位置
を偏心した位置に規定することができるとともに、加工
ノズルの開口中心の位置をレーザビームの光軸に一致し
た位置に規定することができる。
対して加工ノズルの開口中心が相互に一致した位置と互
いに偏心した位置とに変位する態様で加工ノズルを配設
するとともに、レーザビームの光軸に対する加工ノズル
の開口中心の位置を規定するノズル規定手段を設けたの
で、レーザビームに対する加工ノズルの開口中心の位置
を偏心した位置に規定することができるとともに、加工
ノズルの開口中心の位置をレーザビームの光軸に一致し
た位置に規定することができる。
【００１８】つぎの発明にかかるレーザ加工装置のレー
ザ加工ヘッドは、上記の発明において、前記加工ノズル
をレーザビームの光軸回りに回転可能に配設したことを
特徴とする。
ザ加工ヘッドは、上記の発明において、前記加工ノズル
をレーザビームの光軸回りに回転可能に配設したことを
特徴とする。
【００１９】この発明によれば、加工ノズルをレーザビ
ームの光軸回りに回転可能に配設したので、レーザビー
ムの光軸に対する加工ノズルの開口中心の偏心方向を任
意に設定することができる。
ームの光軸回りに回転可能に配設したので、レーザビー
ムの光軸に対する加工ノズルの開口中心の偏心方向を任
意に設定することができる。
【００２０】つぎの発明にかかるレーザ加工装置のレー
ザ加工ヘッドは、上記の発明において、前記ノズル規定
手段は、切断加工開始時において前記加工ノズルの開口
中心をレーザビームの光軸に対して切断方向と反対方向
に偏心させる一方、切断溝形成後において前記レーザビ
ームの光軸に前記加工ノズルの開口中心を一致させるも
のであることを特徴とする。
ザ加工ヘッドは、上記の発明において、前記ノズル規定
手段は、切断加工開始時において前記加工ノズルの開口
中心をレーザビームの光軸に対して切断方向と反対方向
に偏心させる一方、切断溝形成後において前記レーザビ
ームの光軸に前記加工ノズルの開口中心を一致させるも
のであることを特徴とする。
【００２１】この発明によれば、ノズル規定手段は、切
断加工開始時において加工ノズルの中心をレーザビーム
の光軸に対して切断方法と反対方向に偏心させる一方、
切断溝形成後においてレーザビームの光軸に加工ノズル
の開口中心を一致させるものであるので、切断加工開始
時において加工ノズルの開口中心をレーザビームに対し
て切断方向と反対方向に偏心した位置に規定することが
でき、切断溝形成後においてレーザビームの光軸に加工
ノズルの開口中心を一致させる位置に規定することがで
きる。
断加工開始時において加工ノズルの中心をレーザビーム
の光軸に対して切断方法と反対方向に偏心させる一方、
切断溝形成後においてレーザビームの光軸に加工ノズル
の開口中心を一致させるものであるので、切断加工開始
時において加工ノズルの開口中心をレーザビームに対し
て切断方向と反対方向に偏心した位置に規定することが
でき、切断溝形成後においてレーザビームの光軸に加工
ノズルの開口中心を一致させる位置に規定することがで
きる。
【００２２】つぎの発明にかかるレーザ加工装置のレー
ザ加工ヘッドは、加工ノズルの開口からレーザビームを
照射するとともに、該加工ノズルの開口から加工ガスを
噴出することによって切断加工を行うレーザ加工装置の
レーザ加工ヘッドにおいて、レーザビームの光軸に対し
て前記加工ノズルの開口中心が、相互に一致した位置と
互いに偏心した位置とに変位する態様で前記加工ノズル
の開口形状を実質的に変更するアパーチャ部材を移動可
能に配設するとともに、前記アパーチャ部材の位置を規
定するアパーチャ規定手段を設けたことを特徴とする。
ザ加工ヘッドは、加工ノズルの開口からレーザビームを
照射するとともに、該加工ノズルの開口から加工ガスを
噴出することによって切断加工を行うレーザ加工装置の
レーザ加工ヘッドにおいて、レーザビームの光軸に対し
て前記加工ノズルの開口中心が、相互に一致した位置と
互いに偏心した位置とに変位する態様で前記加工ノズル
の開口形状を実質的に変更するアパーチャ部材を移動可
能に配設するとともに、前記アパーチャ部材の位置を規
定するアパーチャ規定手段を設けたことを特徴とする。
【００２３】この発明によれば、レーザビームの光軸に
対して加工ノズルの開口中心が、相互に一致した位置と
互いに偏心した位置とに変位する態様で加工ノズルの開
口形状を実質的に変更するアパーチャ部材を移動可能に
配設するとともに、アパーチャ部材の位置を規定するア
パーチャ規定手段を設けたので、アパーチャ部材を移動
することにより加工ノズルの開口形状を実質的に変更し
レーザビームに対する加工ノズルの開口中心の位置を偏
心した位置に規定することができるとともに、加工ノズ
ルの開口中心をレーザビームの光軸に一致した位置に規
定することができる。
対して加工ノズルの開口中心が、相互に一致した位置と
互いに偏心した位置とに変位する態様で加工ノズルの開
口形状を実質的に変更するアパーチャ部材を移動可能に
配設するとともに、アパーチャ部材の位置を規定するア
パーチャ規定手段を設けたので、アパーチャ部材を移動
することにより加工ノズルの開口形状を実質的に変更し
レーザビームに対する加工ノズルの開口中心の位置を偏
心した位置に規定することができるとともに、加工ノズ
ルの開口中心をレーザビームの光軸に一致した位置に規
定することができる。
【００２４】つぎの発明にかかるレーザ加工装置のレー
ザ加工ヘッドは、上記の発明において、前記アパーチャ
規定手段は、切断加工開始時において前記加工ノズルの
開口中心をレーザビームの光軸に対して切断方向と反対
方向に偏心させる一方、切断溝形成後において前記レー
ザビームの光軸に前記加工ノズルの開口中心を一致させ
るものであることを特徴とする。
ザ加工ヘッドは、上記の発明において、前記アパーチャ
規定手段は、切断加工開始時において前記加工ノズルの
開口中心をレーザビームの光軸に対して切断方向と反対
方向に偏心させる一方、切断溝形成後において前記レー
ザビームの光軸に前記加工ノズルの開口中心を一致させ
るものであることを特徴とする。
【００２５】この発明によれば、アパーチャ規定手段
は、切断加工開始時において加工ノズルの開口中心をレ
ーザビームの光軸に対して切断方向と反対方向に偏心さ
せる一方、切断溝形成後においてレーザビームの光軸に
加工ノズルの開口中心を一致させるものであるので、切
断加工開始時において加工ノズルの開口中心をレーザビ
ームに対して切断方向と反対方向に偏心した位置に規定
することができ、切断溝形成後においてレーザビームの
光軸に加工ノズルの開口中心を一致させる位置に規定す
ることができる。
は、切断加工開始時において加工ノズルの開口中心をレ
ーザビームの光軸に対して切断方向と反対方向に偏心さ
せる一方、切断溝形成後においてレーザビームの光軸に
加工ノズルの開口中心を一致させるものであるので、切
断加工開始時において加工ノズルの開口中心をレーザビ
ームに対して切断方向と反対方向に偏心した位置に規定
することができ、切断溝形成後においてレーザビームの
光軸に加工ノズルの開口中心を一致させる位置に規定す
ることができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】以下に添付図面を参照して、この
発明にかかるレーザ加工装置のレーザ加工ヘッドの好適
な実施の形態を詳細に説明する。
発明にかかるレーザ加工装置のレーザ加工ヘッドの好適
な実施の形態を詳細に説明する。
【００２７】実施の形態１．図１はこの発明の実施の形
態１にレーザ加工装置のレーザ加工ヘッドを示す図、図
２は図１に示すレーザ加工装置のレーザ加工ヘッドから
噴出する加工ガスの流れを示す図、図３はワークの切断
加工開始点における加工ガスの流れをレーザ加工装置の
レーザ加工ヘッド先端から見た図、図４はワークの切断
加工開始点における加工ガスの流れをレーザ加工装置の
レーザ加工ヘッドの上方から見た図、図５はワークの切
断加工開始点近傍の切断軌跡を示す図である。
態１にレーザ加工装置のレーザ加工ヘッドを示す図、図
２は図１に示すレーザ加工装置のレーザ加工ヘッドから
噴出する加工ガスの流れを示す図、図３はワークの切断
加工開始点における加工ガスの流れをレーザ加工装置の
レーザ加工ヘッド先端から見た図、図４はワークの切断
加工開始点における加工ガスの流れをレーザ加工装置の
レーザ加工ヘッドの上方から見た図、図５はワークの切
断加工開始点近傍の切断軌跡を示す図である。
【００２８】実施の形態１にかかるレーザ加工装置のレ
ーザ加工ヘッドは、図１１に示したものと同様のレーザ
加工装置に適用されるものである。すなわち、本発明が
適用対象とするレーザ加工装置は、レーザ発振器１１
と、レーザ発振器１１により発振したレーザビーム７を
伝送する複数のミラー１２と、レーザビーム７を集光す
る加工レンズ１３と、加工レンズ１３を保持する加工ヘ
ッド本体３から構成されている。また、加工ヘッド本体
３には加工ガス６を供給する加工ノズル２を取り付けて
ガス供給装置１４から加工ガス６を供給するようにして
いる。更に、加工ガス６の供給量を加工ノズル２と、ガ
ス供給装置１４との間に設けられたガスバルブ１５によ
り調整するようにしている。加えて、ガスバルブ１５
と、レーザ発振器１１とを制御装置１６に接続し、加工
ガス６の供給量とレーザ発振器１１の出力とを制御する
ようにしている。
ーザ加工ヘッドは、図１１に示したものと同様のレーザ
加工装置に適用されるものである。すなわち、本発明が
適用対象とするレーザ加工装置は、レーザ発振器１１
と、レーザ発振器１１により発振したレーザビーム７を
伝送する複数のミラー１２と、レーザビーム７を集光す
る加工レンズ１３と、加工レンズ１３を保持する加工ヘ
ッド本体３から構成されている。また、加工ヘッド本体
３には加工ガス６を供給する加工ノズル２を取り付けて
ガス供給装置１４から加工ガス６を供給するようにして
いる。更に、加工ガス６の供給量を加工ノズル２と、ガ
ス供給装置１４との間に設けられたガスバルブ１５によ
り調整するようにしている。加えて、ガスバルブ１５
と、レーザ発振器１１とを制御装置１６に接続し、加工
ガス６の供給量とレーザ発振器１１の出力とを制御する
ようにしている。
【００２９】本実施の形態１にかかるレーザ加工装置の
レーザ加工ヘッドでは、加工ノズル２をレーザビーム７
の光軸１と相対的に移動可能に構成している。つまり、
加工ヘッド本体３と加工ノズル２とを前後及び左右に移
動可能に構成し、加工ヘッド本体３と加工ノズル２との
間に加工ノズル２を前後に作動する直動アクチュエータ
４ａと、左右に作動する直動アクチュエータ４ｂとを介
在させることにより、加工ヘッド本体３に対して加工ノ
ズル２の相対的位置を変更することができる。すなわ
ち、加工ヘッド本体３に内蔵された加工レンズ１３と加
工ノズル２との関係において相対的位置を変更できるの
で、集光されたレーザビーム７の光軸１と加工ノズル２
の開口８の開口中心９との相対的位置を変更することが
できる。
レーザ加工ヘッドでは、加工ノズル２をレーザビーム７
の光軸１と相対的に移動可能に構成している。つまり、
加工ヘッド本体３と加工ノズル２とを前後及び左右に移
動可能に構成し、加工ヘッド本体３と加工ノズル２との
間に加工ノズル２を前後に作動する直動アクチュエータ
４ａと、左右に作動する直動アクチュエータ４ｂとを介
在させることにより、加工ヘッド本体３に対して加工ノ
ズル２の相対的位置を変更することができる。すなわ
ち、加工ヘッド本体３に内蔵された加工レンズ１３と加
工ノズル２との関係において相対的位置を変更できるの
で、集光されたレーザビーム７の光軸１と加工ノズル２
の開口８の開口中心９との相対的位置を変更することが
できる。
【００３０】なお、初期位置において加工ノズル２の開
口８の開口中心９とレーザビーム７の光軸１とを一致さ
せる位置に設定し、直動アクチュエータ４ａと直動アク
チュエータ４ｂを駆動させることにより加工ノズル２の
開口８の開口中心９がレーザビーム７の光軸１に対して
任意の方向に任意の量偏心させることができるように構
成する。
口８の開口中心９とレーザビーム７の光軸１とを一致さ
せる位置に設定し、直動アクチュエータ４ａと直動アク
チュエータ４ｂを駆動させることにより加工ノズル２の
開口８の開口中心９がレーザビーム７の光軸１に対して
任意の方向に任意の量偏心させることができるように構
成する。
【００３１】また、制御を簡便なものとするために加工
ヘッド本体３と加工ノズル２との間に介在させる直動ア
クチュエータ４ａと直動アクチュエータ４ｂとを加工ヘ
ッド本体３の上方から見ると直交するように配置するこ
とが好ましい。
ヘッド本体３と加工ノズル２との間に介在させる直動ア
クチュエータ４ａと直動アクチュエータ４ｂとを加工ヘ
ッド本体３の上方から見ると直交するように配置するこ
とが好ましい。
【００３２】また、ここで用いる直動アクチュエータ４
ａ、４ｂには、ピエゾ素子、ソレノイド、シリンダ、モ
ータその他のものが含まれ、所望の偏心量を得ることが
できるものである。
ａ、４ｂには、ピエゾ素子、ソレノイド、シリンダ、モ
ータその他のものが含まれ、所望の偏心量を得ることが
できるものである。
【００３３】本実施の形態１にかかるレーザ加工装置の
レーザ加工ヘッドを適用したレーザ加工装置によるワー
ク５の切断加工について説明する。
レーザ加工ヘッドを適用したレーザ加工装置によるワー
ク５の切断加工について説明する。
【００３４】レーザ発振器１１により発振したレーザビ
ーム７は、複数のミラー１２により加工ヘッド本体３内
に設けられた加工レンズ１３に伝送される。レーザビー
ム７は加工レンズ１３により集光され、加工ノズル２の
先端からワーク５に照射する。一方、ガス供給装置１４
から供給した加工ガス６はガスバルブ１５により供給量
を調整された状態で加工ノズル２の開口８から噴出す
る。レーザビーム７と加工ガス６とが協働することによ
り、ワーク５が加工される。
ーム７は、複数のミラー１２により加工ヘッド本体３内
に設けられた加工レンズ１３に伝送される。レーザビー
ム７は加工レンズ１３により集光され、加工ノズル２の
先端からワーク５に照射する。一方、ガス供給装置１４
から供給した加工ガス６はガスバルブ１５により供給量
を調整された状態で加工ノズル２の開口８から噴出す
る。レーザビーム７と加工ガス６とが協働することによ
り、ワーク５が加工される。
【００３５】切断溝５ａが形成されていないワーク５の
加工を開始する時には、二つの直動アクチュエータ４ａ
と４ｂにより、レーザビーム７の光軸１に対して切断方
向と反対方向に加工ノズル２を偏心させる。加工ノズル
２が切断方向と反対方向に偏心すると、加工ガス６の流
れ方向を加工ノズル２の偏心方向に限定することができ
るので、溶融金属１０の流れ方向も加工ノズル２の偏心
方向に限定することができる。したがって、切断加工開
始点における蛇行を防止することができ、図５に示すよ
うな、高品質な切断面を得ることができる。
加工を開始する時には、二つの直動アクチュエータ４ａ
と４ｂにより、レーザビーム７の光軸１に対して切断方
向と反対方向に加工ノズル２を偏心させる。加工ノズル
２が切断方向と反対方向に偏心すると、加工ガス６の流
れ方向を加工ノズル２の偏心方向に限定することができ
るので、溶融金属１０の流れ方向も加工ノズル２の偏心
方向に限定することができる。したがって、切断加工開
始点における蛇行を防止することができ、図５に示すよ
うな、高品質な切断面を得ることができる。
【００３６】なお、二以上の直動アクチュエータ４ａと
４ｂを設置した場合には、偏心方向を任意に設定するこ
とができるので、任意の方向の切断加工においても、そ
の切断加工開始点での加工精度を向上させることができ
る。
４ｂを設置した場合には、偏心方向を任意に設定するこ
とができるので、任意の方向の切断加工においても、そ
の切断加工開始点での加工精度を向上させることができ
る。
【００３７】切断加工開始点に切断溝５ａが形成された
後、レーザビーム７の光軸１と、加工ノズル２の開口８
の開口中心９を一致させる。このとき、既に切断溝５ａ
が形成されているので、加工ガス６と溶融金属１０が切
断溝５ａに沿って流れる。したがって、切断品質が低下
することはない。
後、レーザビーム７の光軸１と、加工ノズル２の開口８
の開口中心９を一致させる。このとき、既に切断溝５ａ
が形成されているので、加工ガス６と溶融金属１０が切
断溝５ａに沿って流れる。したがって、切断品質が低下
することはない。
【００３８】切断加工開始時以外では、加工ノズル２の
開口８の開口中心９とレーザビーム７の光軸１を一致さ
せるために、図１９に示すような形状切断の場合におい
ても、偏心方向を制御する必要がなく、形状精度を落と
さずに切断加工を行うことができる。
開口８の開口中心９とレーザビーム７の光軸１を一致さ
せるために、図１９に示すような形状切断の場合におい
ても、偏心方向を制御する必要がなく、形状精度を落と
さずに切断加工を行うことができる。
【００３９】なお、切断加工開始時は、ワーク５に切断
加工がされていないときに切断加工を開始する時点を指
すことはもちろん、切断方向を大きく変更する時点、た
とえば、直角に曲がる時点も含まれる。
加工がされていないときに切断加工を開始する時点を指
すことはもちろん、切断方向を大きく変更する時点、た
とえば、直角に曲がる時点も含まれる。
【００４０】実施の形態１にかかるレーザ加工装置のレ
ーザ加工ヘッドは、アクチュエータを二つの直動アクチ
ュエータ４ａと４ｂとにより構成しているが、切断加工
開始時の切断方向が一定の方向に限定されているレーザ
加工装置によれば、切断加工開始時に加工ノズル２の開
口８の開口中心９を偏心させる方向も限定されるので、
切断方向と同じ方向に一の直動アクチュエータ４を取り
付けることにより、加工ノズル２の開口８の開口中心９
をレーザビーム７の光軸１に対して切断方向と反対方向
に偏心することができる。
ーザ加工ヘッドは、アクチュエータを二つの直動アクチ
ュエータ４ａと４ｂとにより構成しているが、切断加工
開始時の切断方向が一定の方向に限定されているレーザ
加工装置によれば、切断加工開始時に加工ノズル２の開
口８の開口中心９を偏心させる方向も限定されるので、
切断方向と同じ方向に一の直動アクチュエータ４を取り
付けることにより、加工ノズル２の開口８の開口中心９
をレーザビーム７の光軸１に対して切断方向と反対方向
に偏心することができる。
【００４１】実施の形態２．つぎに、この発明の実施の
形態２について説明する。上述した実施の形態１では、
加工ノズル２を一又は二以上の直動アクチュエータによ
り相対的に移動可能に構成するものとしたが、本実施の
形態では、アクチュエータを一の直動アクチュエータ４
と一の回転アクチュエータ２２とにより構成している。
形態２について説明する。上述した実施の形態１では、
加工ノズル２を一又は二以上の直動アクチュエータによ
り相対的に移動可能に構成するものとしたが、本実施の
形態では、アクチュエータを一の直動アクチュエータ４
と一の回転アクチュエータ２２とにより構成している。
【００４２】図６を参照して実施の形態２にかかるレー
ザ加工装置のレーザ加工ヘッドについて説明する。な
お、図６は実施の形態２にかかるレーザ加工装置のレー
ザ加工ヘッドを示す図である。
ザ加工装置のレーザ加工ヘッドについて説明する。な
お、図６は実施の形態２にかかるレーザ加工装置のレー
ザ加工ヘッドを示す図である。
【００４３】本実施の形態２にかかるレーザ加工装置の
レーザ加工ヘッドでは、加工ヘッド本体３を回転可能に
配設するとともに、加工ヘッド本体３と加工ノズル２と
を左右に移動可能に構成している。そして、加工ヘッド
本体３は加工ヘッド本体３の周りに形成された帯状ギヤ
２１と帯状ギヤ２１と噛合する駆動ギヤ２０とを介して
モータ２２により回転し、加工ノズル２は直動アクチュ
エータ４により左右に移動する。すなわち、集光された
レーザビーム７の光軸１と加工ノズル２の開口８の開口
中心９との関係において、相対位置を変更することがで
きる。
レーザ加工ヘッドでは、加工ヘッド本体３を回転可能に
配設するとともに、加工ヘッド本体３と加工ノズル２と
を左右に移動可能に構成している。そして、加工ヘッド
本体３は加工ヘッド本体３の周りに形成された帯状ギヤ
２１と帯状ギヤ２１と噛合する駆動ギヤ２０とを介して
モータ２２により回転し、加工ノズル２は直動アクチュ
エータ４により左右に移動する。すなわち、集光された
レーザビーム７の光軸１と加工ノズル２の開口８の開口
中心９との関係において、相対位置を変更することがで
きる。
【００４４】この発明にかかるレーザ加工装置のレーザ
加工ヘッドは、切断加工開始点において、モータ２２が
レーザビーム７の光軸１に対して切断方向と反対方向に
偏心方向を一致させるとともに、直動アクチュエータ４
がレーザビーム７の光軸１と加工ノズル２の開口８の開
口中心９とを偏心させる。
加工ヘッドは、切断加工開始点において、モータ２２が
レーザビーム７の光軸１に対して切断方向と反対方向に
偏心方向を一致させるとともに、直動アクチュエータ４
がレーザビーム７の光軸１と加工ノズル２の開口８の開
口中心９とを偏心させる。
【００４５】すなわち、レーザビーム７の光軸１に対し
て切断方向と反対方向に加工ノズル２の開口８の開口中
心９を偏心させ、切断品質の低下を防止するものであ
る。
て切断方向と反対方向に加工ノズル２の開口８の開口中
心９を偏心させ、切断品質の低下を防止するものであ
る。
【００４６】したがって、ワーク５の切断加工を開始す
る時には、モータ２２を回転させて加工ヘッド本体３の
向きをレーザビーム７の光軸１に対して切断方向と偏心
方向が反対方向になるように位置決めするとともに、直
動アクチュエータ４により加工ノズル２の開口８の開口
中心９を偏心させる。この結果、レーザビーム７の光軸
１に対して切断方向と加工ノズル２の開口８の開口中心
９とが反対方向に位置することになり、実施の形態１の
場合と同様に切断品質を向上することができる。
る時には、モータ２２を回転させて加工ヘッド本体３の
向きをレーザビーム７の光軸１に対して切断方向と偏心
方向が反対方向になるように位置決めするとともに、直
動アクチュエータ４により加工ノズル２の開口８の開口
中心９を偏心させる。この結果、レーザビーム７の光軸
１に対して切断方向と加工ノズル２の開口８の開口中心
９とが反対方向に位置することになり、実施の形態１の
場合と同様に切断品質を向上することができる。
【００４７】切断加工開始点に切断溝５ａが形成された
後、直動アクチュエータ４を駆動することによりレーザ
ビーム７の光軸１に加工ノズル２の開口８の開口中心９
を一致させるので、加工ガス６と溶融金属１０が切断溝
５ａに沿って流れる。
後、直動アクチュエータ４を駆動することによりレーザ
ビーム７の光軸１に加工ノズル２の開口８の開口中心９
を一致させるので、加工ガス６と溶融金属１０が切断溝
５ａに沿って流れる。
【００４８】切断溝５ａが形成された後は、加工ノズル
２の開口８の開口中心９とレーザビーム７の光軸１を一
致させるために、図１９に示すような形状切断の場合に
おいても、偏心方向を制御する必要がなく、形状精度を
落とさずに切断加工を実施することができるのは、実施
の形態１にかかるレーザ加工装置のレーザ加工ヘッドと
同様である。
２の開口８の開口中心９とレーザビーム７の光軸１を一
致させるために、図１９に示すような形状切断の場合に
おいても、偏心方向を制御する必要がなく、形状精度を
落とさずに切断加工を実施することができるのは、実施
の形態１にかかるレーザ加工装置のレーザ加工ヘッドと
同様である。
【００４９】なお、直動アクチュエータ４のみを駆動す
ることにより、レーザビーム７の光軸１に加工ノズル２
の開口８の開口中心９を一致させることができるので、
簡便な制御でレーザ加工装置を稼動させることができ
る。
ることにより、レーザビーム７の光軸１に加工ノズル２
の開口８の開口中心９を一致させることができるので、
簡便な制御でレーザ加工装置を稼動させることができ
る。
【００５０】実施の形態３．図７〜図１０を参照しなが
ら、実施の形態３にかかるレーザ加工装置のレーザ加工
ヘッドを説明する。図７は、実施の形態３にかかるレー
ザ加工装置のレーザ加工ヘッドを示す図、図８は図７に
示すレーザ加工装置のレーザ加工ヘッドの詳細構成を示
す断面図、図９は図７に示すレーザ加工装置のレーザ加
工ヘッドの詳細構成を示す断面図、図１０はワーク切断
加工開始点における加工ガスの流れを図７に示すレーザ
加工装置のレーザ加工ヘッド先端から見た図である。
ら、実施の形態３にかかるレーザ加工装置のレーザ加工
ヘッドを説明する。図７は、実施の形態３にかかるレー
ザ加工装置のレーザ加工ヘッドを示す図、図８は図７に
示すレーザ加工装置のレーザ加工ヘッドの詳細構成を示
す断面図、図９は図７に示すレーザ加工装置のレーザ加
工ヘッドの詳細構成を示す断面図、図１０はワーク切断
加工開始点における加工ガスの流れを図７に示すレーザ
加工装置のレーザ加工ヘッド先端から見た図である。
【００５１】実施の形態３にかかるレーザ加工装置のレ
ーザ加工ヘッドには、アパーチャ部材１７を有する加工
ノズル２が取り付けられている。アパーチャ部材１７は
加工ノズル２の開口８の面積を絞るものであり、図８に
示すような開放状態から図９に示すような絞り状態へと
変更することができる。
ーザ加工ヘッドには、アパーチャ部材１７を有する加工
ノズル２が取り付けられている。アパーチャ部材１７は
加工ノズル２の開口８の面積を絞るものであり、図８に
示すような開放状態から図９に示すような絞り状態へと
変更することができる。
【００５２】実施の形態３にかかるレーザ加工装置のレ
ーザ加工ヘッドが切断加工を開始する時には、図９に示
す位置にアパーチャ部材１７を移動し、加工ノズル２の
開口８の開口中心９をレーザビーム７の光軸１に対して
切断方向と反対方向に位置する。
ーザ加工ヘッドが切断加工を開始する時には、図９に示
す位置にアパーチャ部材１７を移動し、加工ノズル２の
開口８の開口中心９をレーザビーム７の光軸１に対して
切断方向と反対方向に位置する。
【００５３】切断加工開始点に切断溝５ａが形成された
後、アパーチャ部材１７を移動して、加工ノズル２の開
口８の開口中心９をレーザビーム７の光軸１に一致させ
るので、加工ガス６と溶融金属１０が切断溝５ａに沿っ
て流れる。
後、アパーチャ部材１７を移動して、加工ノズル２の開
口８の開口中心９をレーザビーム７の光軸１に一致させ
るので、加工ガス６と溶融金属１０が切断溝５ａに沿っ
て流れる。
【００５４】このように加工ノズル２の開口８の開口中
心９をレーザビーム７の光軸１に対して切断方向と反対
方向に位置することにより、実施の形態１及び実施の形
態２にかかるレーザ加工装置のレーザ加工ヘッドと同様
に、切断加工開始点の不安定性を解消し、高品質な切断
面を有する切断加工を行うことができる。
心９をレーザビーム７の光軸１に対して切断方向と反対
方向に位置することにより、実施の形態１及び実施の形
態２にかかるレーザ加工装置のレーザ加工ヘッドと同様
に、切断加工開始点の不安定性を解消し、高品質な切断
面を有する切断加工を行うことができる。
【００５５】なお、実施の形態３にかかるレーザ加工装
置のレーザ加工ヘッドによれば、加工ヘッド本体３に対
して加工ノズル２を相対的に移動させなくてもアパーチ
ャ部材１７を移動することにより開口８の開口中心９を
レーザビーム７の光軸１に対して相対的に移動すること
ができる。
置のレーザ加工ヘッドによれば、加工ヘッド本体３に対
して加工ノズル２を相対的に移動させなくてもアパーチ
ャ部材１７を移動することにより開口８の開口中心９を
レーザビーム７の光軸１に対して相対的に移動すること
ができる。
【００５６】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれば
レーザビームに対する加工ノズルの開口中心の位置を偏
心した位置に規定することができるとともに、加工ノズ
ルの開口中心の位置をレーザビームの光軸に一致した位
置に規定することができるので、切断加工開始時におい
て加工ガスの流れ方向を切断方向と反対方向に限定でき
高品質な切断面を得ることができる。また、切断溝形成
後において加工ガスの流れ方向がレーザビームの光軸に
一致するので鋭角形状を含む切断加工であっても複雑な
制御をすることなく高品質な切断面を得ることができ
る。
レーザビームに対する加工ノズルの開口中心の位置を偏
心した位置に規定することができるとともに、加工ノズ
ルの開口中心の位置をレーザビームの光軸に一致した位
置に規定することができるので、切断加工開始時におい
て加工ガスの流れ方向を切断方向と反対方向に限定でき
高品質な切断面を得ることができる。また、切断溝形成
後において加工ガスの流れ方向がレーザビームの光軸に
一致するので鋭角形状を含む切断加工であっても複雑な
制御をすることなく高品質な切断面を得ることができ
る。
【００５７】つぎの発明によれば、レーザビームの光軸
に対する加工ノズルの開口中心の偏心方向を任意に設定
することができるので、切断加工開始時において加工ガ
スの流れ方向を切断方向と反対方向に限定でき高品質な
切断面を得ることができる。また、切断溝形成後におい
て加工ガスの流れ方向がレーザビームの光軸に一致する
ので鋭角形状を含む切断加工であっても複雑な制御をす
ることなく高品質な切断面を得ることができる。
に対する加工ノズルの開口中心の偏心方向を任意に設定
することができるので、切断加工開始時において加工ガ
スの流れ方向を切断方向と反対方向に限定でき高品質な
切断面を得ることができる。また、切断溝形成後におい
て加工ガスの流れ方向がレーザビームの光軸に一致する
ので鋭角形状を含む切断加工であっても複雑な制御をす
ることなく高品質な切断面を得ることができる。
【００５８】つぎの発明によれば、切断加工開始時にお
いて加工ノズルの開口中心をレーザビームに対して切断
方向と反対方向に偏心した位置に規定することができ、
切断溝形成後においてレーザビームの光軸に加工ノズル
の開口中心を一致させる位置に規定することができるの
で、切断加工開始時において加工ガスの流れ方向を切断
方向と反対方向に限定でき高品質な切断面を得ることが
できる。また、切断溝形成後において加工ガスの流れ方
向がレーザビームの光軸に一致するので鋭角形状を含む
切断加工であっても複雑な制御をすることなく高品質な
切断面を得ることができる。
いて加工ノズルの開口中心をレーザビームに対して切断
方向と反対方向に偏心した位置に規定することができ、
切断溝形成後においてレーザビームの光軸に加工ノズル
の開口中心を一致させる位置に規定することができるの
で、切断加工開始時において加工ガスの流れ方向を切断
方向と反対方向に限定でき高品質な切断面を得ることが
できる。また、切断溝形成後において加工ガスの流れ方
向がレーザビームの光軸に一致するので鋭角形状を含む
切断加工であっても複雑な制御をすることなく高品質な
切断面を得ることができる。
【００５９】つぎの発明によれば、アパーチャ部材を移
動することにより加工ノズルの開口形状を実質的に変更
しレーザビームに対する加工ノズルの開口中心の位置を
偏心した位置に規定することができるとともに、加工ノ
ズルの開口中心をレーザビームの光軸に一致した位置に
規定することができるので、加工ノズルを移動させるこ
となく、切断加工開始時において加工ガスの流れ方向を
切断方向と反対方向に限定でき高品質な切断面を得るこ
とができる。また、切断溝形成後において加工ガスの流
れ方向がレーザビームの光軸に一致するので、鋭角形状
を含む切断加工であっても複雑な制御をすることなく高
品質な切断面を得ることができる。
動することにより加工ノズルの開口形状を実質的に変更
しレーザビームに対する加工ノズルの開口中心の位置を
偏心した位置に規定することができるとともに、加工ノ
ズルの開口中心をレーザビームの光軸に一致した位置に
規定することができるので、加工ノズルを移動させるこ
となく、切断加工開始時において加工ガスの流れ方向を
切断方向と反対方向に限定でき高品質な切断面を得るこ
とができる。また、切断溝形成後において加工ガスの流
れ方向がレーザビームの光軸に一致するので、鋭角形状
を含む切断加工であっても複雑な制御をすることなく高
品質な切断面を得ることができる。
【００６０】つぎの発明によれば、切断加工開始時にお
いて加工ノズルの開口中心をレーザビームに対して切断
方向と反対方向に偏心した位置に規定することができ、
切断溝形成後においてレーザビームの光軸に加工ノズル
の開口中心を一致させる位置に規定することができるの
で、加工ノズルを移動させることなく、切断加工開始時
において加工ガスの流れ方向を切断方向と反対方向に限
定でき高品質な切断面を得ることができる。また、切断
溝形成後において加工ガスの流れ方向がレーザビームの
光軸に一致するので鋭角形状を含む切断加工であっても
複雑な制御をすることなく高品質な切断面を得ることが
できる。
いて加工ノズルの開口中心をレーザビームに対して切断
方向と反対方向に偏心した位置に規定することができ、
切断溝形成後においてレーザビームの光軸に加工ノズル
の開口中心を一致させる位置に規定することができるの
で、加工ノズルを移動させることなく、切断加工開始時
において加工ガスの流れ方向を切断方向と反対方向に限
定でき高品質な切断面を得ることができる。また、切断
溝形成後において加工ガスの流れ方向がレーザビームの
光軸に一致するので鋭角形状を含む切断加工であっても
複雑な制御をすることなく高品質な切断面を得ることが
できる。
【図１】 この発明の実施の形態１であるレーザ加工装
置のレーザ加工ヘッドの構成を示す図である。
置のレーザ加工ヘッドの構成を示す図である。
【図２】 図１に示したレーザ加工装置のレーザ加工ヘ
ッドから噴出する加工ガスの流れを示す図である。
ッドから噴出する加工ガスの流れを示す図である。
【図３】 ワーク切断加工開始点における加工ガスの流
れを図１に示したレーザ加工装置のレーザ加工ヘッド先
端から見た図である。
れを図１に示したレーザ加工装置のレーザ加工ヘッド先
端から見た図である。
【図４】 ワーク切断加工開始点における加工ガスの流
れを図１に示すレーザ加工装置のレーザ加工ヘッドの上
方から見た図である。
れを図１に示すレーザ加工装置のレーザ加工ヘッドの上
方から見た図である。
【図５】 ワークの切断開始点近傍の切断軌跡を示す図
である。
である。
【図６】 実施の形態２にかかるレーザ加工装置のレー
ザ加工ヘッドを示す図である。
ザ加工ヘッドを示す図である。
【図７】 実施の形態３にかかるレーザ加工装置のレー
ザ加工ヘッドを示す図である。
ザ加工ヘッドを示す図である。
【図８】 図７に示すレーザ加工装置のレーザ加工ヘッ
ドの詳細構成を示す断面図である。
ドの詳細構成を示す断面図である。
【図９】 図７に示すレーザ加工装置のレーザ加工ヘッ
ドの詳細構成を示す断面図である。
ドの詳細構成を示す断面図である。
【図１０】 ワーク切断加工開始点における加工ガスの
流れを図７に示すレーザ加工装置のレーザ加工ヘッド先
端から見た図である。
流れを図７に示すレーザ加工装置のレーザ加工ヘッド先
端から見た図である。
【図１１】 レーザ加工装置のブロック図である。
【図１２】 加工ガスの流れを示す図である。
【図１３】 ワーク切断加工開始点における加工ガスの
流れをレーザ加工装置のレーザ加工ヘッドの上方から見
た図である。
流れをレーザ加工装置のレーザ加工ヘッドの上方から見
た図である。
【図１４】 ワーク切断加工開始点における加工ガスの
流れをレーザ加工装置のレーザ加工ヘッドの側方から見
た図である。
流れをレーザ加工装置のレーザ加工ヘッドの側方から見
た図である。
【図１５】 ワーク切断加工開始点における加工ガスの
流れをレーザ加工装置のレーザ加工ヘッド先端から見た
図である。
流れをレーザ加工装置のレーザ加工ヘッド先端から見た
図である。
【図１６】 ワークの切断加工開始点近傍における切断
軌跡を示す図である。
軌跡を示す図である。
【図１７】 従来の技術にかかるレーザ加工装置のレー
ザ加工ヘッドを示す図である。
ザ加工ヘッドを示す図である。
【図１８】 図１７に示したレーザ加工装置のレーザ加
工ヘッドにおいて、ワーク切断加工開始点における加工
ガスの流れをレーザ加工装置のレーザ加工ヘッド先端か
ら見た図である。
工ヘッドにおいて、ワーク切断加工開始点における加工
ガスの流れをレーザ加工装置のレーザ加工ヘッド先端か
ら見た図である。
【図１９】 形状切断時の溶融金属の流れを説明するた
めの図である。
めの図である。
【図２０】 形状切断時の切断溝形状を説明するための
図である。
図である。
【図２１】 形状切断時の切断溝形状を説明するための
図である。
図である。
１ 光軸、２ 加工ノズル、３ 加工ヘッド本体、４，
４ａ，４ｂ 直動アクチュエータ、５ ワーク、５ａ
切断溝、６ 加工ガス、７ レーザビーム、８開口、９
開口中心、１０ 溶融金属、１１ レーザ発振器、１
２ ミラー、１３ 加工レンズ、１４ ガス供給装置、
１５ ガスバルブ、１６ 制御装置、１７ アパーチャ
部材、２０ 駆動ギヤ、２１ 帯状ギヤ、２２ モータ
（回転アクチュエータ）。
４ａ，４ｂ 直動アクチュエータ、５ ワーク、５ａ
切断溝、６ 加工ガス、７ レーザビーム、８開口、９
開口中心、１０ 溶融金属、１１ レーザ発振器、１
２ ミラー、１３ 加工レンズ、１４ ガス供給装置、
１５ ガスバルブ、１６ 制御装置、１７ アパーチャ
部材、２０ 駆動ギヤ、２１ 帯状ギヤ、２２ モータ
（回転アクチュエータ）。
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フロントページの続き
(72)発明者 藤川 周一
東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三
菱電機株式会社内
Ｆターム(参考） 4E068 AE00 CD10 CD15 CH02
Claims (5)
- 【請求項１】 加工ノズルの開口からレーザビームを照
射するとともに、該加工ノズルの開口から加工ガスを噴
出することによって切断加工を行うレーザ加工装置のレ
ーザ加工ヘッドにおいて、 レーザビームの光軸に対して前記加工ノズルの開口中心
が、相互に一致した位置と互いに偏心した位置とに変位
する態様で前記加工ノズルを移動可能に配設するととも
に、レーザビームの光軸に対する前記加工ノズルの開口
中心の位置を規定するノズル規定手段を設けたことを特
徴とするレーザ加工装置のレーザ加工ヘッド。 - 【請求項２】 前記加工ノズルをレーザビームの光軸回
りに回転可能に配設したことを特徴とする請求項１に記
載のレーザ加工装置のレーザ加工ヘッド。 - 【請求項３】 前記ノズル規定手段は、切断加工開始時
において前記加工ノズルの開口中心をレーザビームの光
軸に対して切断方向と反対方向に偏心させる一方、切断
溝形成後において前記レーザビームの光軸に前記加工ノ
ズルの開口中心を一致させるものであることを特徴とす
る請求項１または２に記載のレーザ加工装置のレーザ加
工ヘッド。 - 【請求項４】 加工ノズルの開口からレーザビームを照
射するとともに、該加工ノズルの開口から加工ガスを噴
出することによって切断加工を行うレーザ加工装置のレ
ーザ加工ヘッドにおいて、 レーザビームの光軸に対して前記加工ノズルの開口中心
が、相互に一致した位置と互いに偏心した位置とに変位
する態様で前記加工ノズルの開口形状を実質的に変更す
るアパーチャ部材を移動可能に配設するとともに、前記
アパーチャ部材の位置を規定するアパーチャ規定手段を
設けたことを特徴とするレーザ加工装置のレーザ加工ヘ
ッド。 - 【請求項５】 前記アパーチャ規定手段は、切断加工開
始時において前記加工ノズルの開口中心をレーザビーム
の光軸に対して切断方向と反対方向に偏心させる一方、
切断溝形成後において前記レーザビームの光軸に前記加
工ノズルの開口中心を一致させるものであることを特徴
とする請求項４に記載のレーザ加工装置のレーザ加工ヘ
ッド。
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