JPH02108487A - レーザ加工機のノズル制御装置 - Google Patents

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］ この発明は、レーザ加工機の集光レンズに通したレーザ
光を覆いアシストガスを吹き出すノズルを制御するレー
ザ加工機のノズル制御装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来のレーザ加工機では、一般にレーザ光の光軸とノズ
ルの中心点とが一致するように集光レンズと上記ノズル
とを配置し、アシストガスの分布が一定になるようにし
て被加工物に切断などの所望の加工を行うている。

第５図、第６図は従来のレーザ加工機の集光レンズを保
持する構造物すなわち加工ヘッド部分の縦断面図、同ノ
ズル先端部の説明図である。第５図、第６図において、
ｌはレーザ発振器（図示省略）から発振されたレーザ光
、２はレーザ光１を通して被加工物８に集光させるため
の集光レンズ、３は集光レンズ２を固定するためのレン
ズホルダ、４は集光レンズ２をレンズホルダ３を介して
位置決めするための調整摘み、５は集光レンズ２をレン
ズホルダ３を介して保持する構造物すなわち加工ヘッド
、６は加工ヘッド５の先端部に設けたノズル、７は加工
ヘッド５内の集光レンズ２とノズル６との間に供給され
るアシストガスの供給装置、８はレーザ光１によって加
工される被加工物であり、テーブル上に着脱可能に保持
されている。

次にこのレーザ加工機の動作について説明する。

第６図に示すように、ノズル６のアシストガスを吹き出
す先端部は真円の横断面になっており、上方から水平に
被加工物８に照射するレーザ光１の中心すなわち光軸と
上方ノズル６の先端部の中心とを合せるため、集光レン
ズ２が固定されているレンズホルダ３を調整摘み４を操
作することで移動させる。そして、加工ヘッド５がテー
ブル上に置いである被加工物８の水平面に対しどの方向
に相対移動しても、アシストガスが集光レンズ２に通し
たレーザ光１を覆うようにしアシストガスが安定して供
給できるようにしている。

また、実開昭６０−１７６８９１号公報に示すように、
ノズルをアシストガスが通る柔軟性のあるパイプで加工
ヘッドに連結し、ノズル移動用金具によってノズルを移
動させることにより、集光レンズに通したレーザ光の中
心とノズルの先端部の中心とを合せるようにしたものも
あった。

［発明が解決しようとする課題］ 従来のレーザ加工機は、以上のように構成され、集光レ
ンズに通したレーザ光の中心とアシストガスを吹き出す
ノズルの中心とを合せていたので、アシストガス圧を一
定に保つとともにその供給量を多くする場合には、ノズ
ルの先端部の直径を大きくしなければならず、ノズルの
交換が必要となり、この作業が面倒である上にアシスト
ガスの消費量が多くなるという問題点があった。

この発明は、上記のような問題点を解決するためになさ
れたもので、ノズルの交換作業をなくし、またアシスト
ガスの消費を少なくできるものでありながら、加工精度
が高い切断などの加工が行えるレーザ加工機のノズル制
御装置を得ることを目的としている。

［課題を解決するための手段１ この発明に係るレーザ加工機のノズル制御装置は、集光
レンズを保持する加工ヘッドなどの構造物と可動ノズル
との間に、ノズル移動用アクチュエータを設け、制御部
によって集光レンズに通したレーザ光が被加工物に対し
相対移動する方向に上記アクチュエータを動作させて上
記ノズルを移動させるようにしたものである。

［作　用］ この発明におけるノズル制御装置は、被加工物に対する
レーザ光の移動速度に比例させて可動ノズルの先端の中
心点位置を変化させることができ、これによって上記ノ
ズルの先端の直径によるアシストガスのアシスト作用を
、ノズルの先端中心点とレーザ光の中心点とのずれ量の
２倍の先端の直径をもつ従来のノズルのアシスト効果と
同等の働きにすることができる。

［実施例］ 以下、この発明の一実施例を第１図ないし第４図につい
て説明する。

第１図、第２図において、１はレーザ光、２は集光レン
ズ、５は集光レンズ２を保持した構造物である加工ヘッ
ド、６は加工ヘッド５内にＸ軸。

Ｙ軸方向に移動可能に支持された可動ノズル、８は被加
工物であり、上記加工ヘッド５と被加工物８を保持した
テーブルとが相対的にＸ軸、Ｙ軸方向に相対移動するよ
うに構成されている。９ａ。

９ｂはレーザ光１の被加工物８に対するＸ軸、Ｙ軸方向
の速度検出器、１０ａ、１０ｂは速度検出器９ａ、９ｂ
からの検出値を入力し増幅してノズル６をＸ軸、Ｙ軸方
向に移動させる一信号を出力する制御部、ｌｌａ、ｌｌ
ｂは加工ヘッド５とノズル６との間に設けられ上記制御
部１０ａ、ｔａｂから出力した信号によって動作するＸ
軸、Ｙ軸方向のノズル移動用積層圧電アクチュエータで
ある。

次に、この実施例によるノズル制御装置の動作について
説明する。第３図に示すように、可動ノズル６の先端部
は真円となっており、レーザ光ｌによる被加工物８の加
工中に加工へラド５または被加工物８を保持したテーブ
ルのＸ軸、Ｙ軸方向への移動速度を速度検出器９ａ、９
ｂによって検出し制御部１０ａ、１０ｂに入力させ、こ
れらから上記積層圧電アクチュエータｌｌａ、ｌｌｂに
それぞれ独立して指令を与え、これらのアクチュエータ
ｌｌａ、ｌｌｂの動作により、レーザ光１の中心点とノ
ズル６の先端の中心点とが一致した基準位置に対し移動
方向にノズル６の先端６ａの中心点が移動速度に比例し
て移動する。したがって、第３図に鎖線に示す先端の直
径が大きいノズル６ｂを使用した加工に近いアシストガ
スの供給ができる。

また、この実施例では、ノズル６は速度検出器９ａ、９
ｂによる検出値に比例して移動するので、第４図に示す
ように、レーザ光１によって溶融された被加工物８の流
れがアシストガスの流れ７ａにより切断の進行方向に流
れる。このため、従来のものよりも切断速度を速くする
ことができ、また被加工物８の厚さが厚（でも切断でき
、しかも切断面の粗さが少なくなり、切断精度を高くす
ることが小量のアシストガスでできる。

なお、この発明において、レーザ光のＸ軸、Ｙ軸方向へ
の移動は、加工ヘッド、テーブルの一方または他方のみ
で行うほか、加工ヘッド、テーブルの一方をＸ軸、他方
をＹ軸方向に移動させてもよい。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明によれば、レーザ光の集
光レンズを保持する構造物とアシストガスを吹き出す可
動ノズルとの間に、ノズル移動用アクチュエータを設け
、制御部によってレーザ光が被加工物に対し相対移動す
る方向に上記アクチュエータを動作させて可動ノズルを
移動させるようにしたので、被加工物に対するレーザ光
の移動速度に比例させて可動ノズルの先端の中心点位置
を変化させることができることにより、従来のもののよ
うにノズルの交換を必要とせず、また先端部の直径が小
さいノズルを用い、少ないアシストガスを有効に使用し
て安価に精度の高い加工を行うことができるという効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例によるレーザ加工機のノズ
ル制御装置を示す制御系統図、第２図は第１図に示すノ
ズル制御装置を備えたレーザ加工機の加工ヘッド部分の
縦断面図、第３図は同可動ノズル先端部の説明図、第４
図は同切断効果の説明図、第５図は従来のレーザ加工機
を示す加工ヘッド部分の縦断面図、第６図は同ノズル先
端部の説明図である。 １・・・レーザ光、２・・・集光レンズ、５・・・加工
ヘッド（集光レンズを保持した構造物）、６・・・ノズ
ル、７・・・アシストガスの供給装置、８・・・被加工
物、９ａ、９ｂ・・・速度検出器、１０ａ、１０ｂ・・
・制御部、１１ａ、ｌｌｂ・・・ノズル移動用積層圧電
アクチュエータ。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. レーザ光の集光レンズを保持する構造物と、上記集光レ
   ンズに通したレーザ光を覆いアシストガスを吹き出す可
   動ノズルと、この可動ノズルと上記構造物との間に設け
   られたノズル移動用アクチュエータと、レーザ光が被加
   工物に対し相対移動する方向に上記アクチュエータを動
   作させて可動ノズルを移動させる制御部とを備えたこと
   を特徴とするレーザ加工機のノズル制御装置。