JPH0325273B2 - - Google Patents

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JPH0325273B2
JPH0325273B2 JP58051580A JP5158083A JPH0325273B2 JP H0325273 B2 JPH0325273 B2 JP H0325273B2 JP 58051580 A JP58051580 A JP 58051580A JP 5158083 A JP5158083 A JP 5158083A JP H0325273 B2 JPH0325273 B2 JP H0325273B2
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JP
Japan
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laser
cleaning
processing
casing
laser beam
Prior art date
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JP58051580A
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English (en)
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JPS59178189A (ja
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Kyoshi Inoe
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.)
Inoue Japax Research Inc
Original Assignee
Inoue Japax Research Inc
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Publication date
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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
    • 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
    • B23K26/147Features outside the nozzle for feeding the fluid stream towards the workpiece

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

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はレーザ加工装置、特に加工部分に洗浄
冷却液を供給して加工するレーザ加工装置に関す
る。
レーザ光を集束して被加工物に照射し加工する
レーザ加工装置は公知であるが、一般にレーザ加
工装置のレーザ発振の効率は充分に高いものでは
なく、レーザ加工装置の加工効率は低いものであ
つた。又、被加工物がレーザ光の熱によつて変質
を起し、加工精度が低下するという問題があつ
た。
このため、加工部から加工屑を効果的に排除し
て加工効率を向上されると共に、被加工物の熱に
よる変質を防止して所望の箇所のみを確実に加工
できるよう、加工部分に洗浄冷却液を供給して加
工するレーザ加工装置が開発されているが、この
場合に洗浄冷却液による冷却及び加工屑の排除が
効果的でなく、この冷却効果を高めると共に、加
工屑の排除効果を高めることが課題となつてい
た。
本発明は叙上の観点に立つてなされたものであ
り、本発明の目的とするところは、加工屑を効果
的に排除して加工効率を高めると共に、洗浄冷却
液による冷却効果を向上させ、被加工物の熱によ
る変質を防止して所望の箇所のみを確実に加工す
るレーザ加工装置を提供することにある。
而して、その要旨とするところは、被加工体の
加工部分に超音波振動エネルギを付与した蒸留水
等の洗浄冷却液を供給する洗浄冷却液供給装置を
設け、上記洗浄冷却液が被加工物の加工部乃至は
加工直後の部分に向けて噴出されるよう構成する
ことにある。
以下図面に基づいて本発明の詳細を説明する。
第1図は本発明の一実施例を示す説明図、第2
図は本発明の他の一実施例を示す説明図である。
尚、各図中、同一の符号を付したものは同一或
いは同等の機能を有する構成要素を示すものであ
り、各実施例の説明に於て、重複する説明は省略
するものとする。
第1図中、1はレーザ発振器、2は反射鏡、3
は反射鏡固定部材、4,7はケーシング、5は集
束レンズ、6はレンズ固定部材、8はケーシング
7を移動せしめるモータ、9は固定板、10は案
内棒11をケーシング4に固定する取付部材、1
1は案内棒、12は洗浄冷却液供給装置、13は
洗浄冷却液タンク、14は振動子、15は回転
盤、16は回転盤取付座、17はクランクギア、
18は洗浄冷却液供給装置を移動せしめるモー
タ、19はピニオンギア、20は制御装置、21
は隔壁ノズル、22は加工用ガスタンク、23は
加工用ガス供給管、24被加工物、25はクロス
テーブル、26はX軸方向移動テーブル、27は
Y軸方向移動テーブル、28,29はそれぞれX
軸方向移動テーブル26及びY軸方向移動テーブ
ル27を駆動するモータである。
レーザ発振器1には、CO2レーザやHe−Neレ
ーザ等の気体レーザ、ルビーレーザやYAGレー
ザ等の固体レーザ、その他を用いる。
反射鏡2はケーシング4に固定された反射鏡固
定部材3に取り付けられ、レーザ発振器1から水
平方向に発振されたレーザ光を反射して、これを
鉛直方向に光路変更せしめる。
本実施例ではレーザ光を光路変更せしめるた
め、反射鏡を単独で用いたものを示したが、これ
は必要に応じて複数の反射鏡やプリズム等を用い
たり、或いはこれらを組み合せることにより、自
由にレーザ光の光路を変更することができる。
集束レンズ5はレンズ固定部材6によつてケー
シング7内に取り付けられており、反射鏡2に反
射したレーザ光を集束して被加工体の加工点に集
める。
ケーシング4とケーシング7の接合部に於て、
両者は共に円筒状であり、ケーシング7の外径は
ケーシング4の内径と略等しく設定され、ケーシ
ング7はケーシング4に摺動自在に取り付けられ
ている。
モータ8はケーシング4の外周面にその駆動軸
8aがケーシング4の軸と平行となるよう取り付
けられており、駆動軸8aにはねじが切られ、ケ
ーシング7に固定された固定板9のめねじと噛み
合つている。
又、ケーシング4とケーシング7を同軸に保つ
ため、ケーシング4の外周面に設けた固定部材1
0にケーシング4の軸と平行に案内棒11を固定
し、これをケーシング7に固定された固定板9′
に挿通する。
ケーシング4とケーシング7の接合部は上記の
ように構成されるから、ケーシング7はモータ8
の駆動軸8aの回転に応じて微小距離ずつ図中Z
−Z方向に移動する。
洗浄冷却液供給装置12には洗浄冷却液供給タ
ンク13から所定流量の洗浄冷却液が送り込ま
れ、この洗浄冷却液は振動子14よてつ超音波振
動エネルギが付与され、ノズル12aから噴出す
る。
洗浄冷却液としては、被加工物24の材質と化
学反応を生じることのな蒸留水等が使用される。
振動子14には、比較的高周波を発生させると
きに、圧電振動子或いは磁歪振動子を、比較的低
周波を発生させるときに、電歪振動子を用いる。
振動子14は本実施例で示す如く単独で設けて
もよいが、これを複数個設け、周波数の異なる複
数の超音波振動エネルギを加工液に付与するよう
にしてもよい。
回転盤15はケーシング7の外周を囲むよう円
環状に形成された部材であり、ケーシング7に固
定された回転盤取付座16に、ケーシング7の軸
と同軸に回動するよう取り付けられる。
クランクギア17はモータ18の軸に取り付け
たピニオンギア19と噛み合い、回転盤15にそ
の回転軸と同軸に固定されて、これと一体に回転
する。
洗浄冷却液供給装置12は回転盤15に適宜に
取付部材を介して取り付けられ、レーザ光の光軸
を中心として回転盤15と一体に回動するから、
洗浄冷却液の噴出位置をレーザ光の照射点を中心
として同心円状に回動させることができる。この
噴出位置は回転盤15を駆動するモータ18の回
転を制御する制御装置20によつて、常にレーザ
光の照射点と略同軸乃至は照射点の加工進行方向
に於いて後方部位に洗浄冷却液が供給されるよう
制御される。
漏斗状の隔壁ノズル21はケーシング7の先端
膨出部内に設けられ、レーザ光の照射口21a
と、これと同軸環状に設けられた加工用ガス噴出
口7aとを分離する。
加工用ガス供給管23からは被加工物24の種
類に応じて酸素ガス、不活性ガス、炭酸ガス等の
加工用ガスがケーシング7と隔壁ノズル21とで
囲まれた空所に供給され、ガス噴出口7aよりレ
ーザ光の照射点に集中して吹き付けられる。
尚、ケーシング7を図中Z−Z方向に移動せし
めるモータ8、洗浄冷却液供給装置12を回動せ
しめるモータ18及びクロステーブル25のX軸
方向移動テーブル26、Y軸方向移動テーブル2
7をそれぞれ駆動するモータ28及び29は予め
定められたプログラムに従い制御装置20よつて
一括制御される。
而して、レーザ発振器1からレーザ光が発振さ
れると、レーザ光は反射鏡2に反射して光路変更
された後、レンズ5によつて集束され被加工物2
2の加工点に照射される。
一方、洗浄冷却液供給装置12からは超音波振
動エネルギが付与された洗浄冷却液が噴射される
のであるが、洗浄冷却液供給装置12の位置は回
転盤15を駆動するモータ18の回転を制御する
制御装置20によつて、洗浄冷却液が常にレーザ
光の照射点と略同軸乃至は加工進行方向に於ける
後方部位に供給されるよう制御されるから、超音
波振動エネルギが付与された洗浄冷却液はレーザ
光の照射点の廻り乃至は照射点に対して加工進行
方向の後方部位に噴射される。
このとき、加工点の近傍は加工用ガスの噴射及
びレーザ光の照射による洗浄冷却液の蒸発によつ
て余分な洗浄冷却液が除去され、加工部分は適量
の加工液膜で覆われ、この部分に集束されたレー
ザ光が照射されて加工が行われる。
これと同時に、加工直後の部分は超音波振動エ
ネルギが付与された洗浄冷却液によつて冷却さ
れ、熱により変形が防止されて所望の箇所のみが
確実に加工される。又、加工屑が効果的に排除さ
れてレーザ光のエネルギが加工点にのみ供給さ
れ、加工効率が高められる。
超音波振動エネルギが付与された洗浄冷却液は
冷却効果が高く、通常の洗浄冷却液による場合に
比べて2倍以上の冷却効果をあげることができ
る。特に、洗浄冷却液に周波数の異なる二種以上
の超音波振動エネルギを付与したときは、通常の
洗浄冷却液による場合に比べて3倍以上の冷却効
果をあげることができるものである。
又、超音波振動エネルギが付与された洗浄冷却
液はレーザ光による沸騰現象に加えて、キヤビテ
ーシヨンによる物理的剥離力により加工チツプを
排除するものであり、特に、3次元の加工を行う
場合は、盲孔や細部に取り込まれた加工チツプを
排除する上で効果的であり、又、通常の洗浄冷却
液を供給する場合に比べて短時間で加工チツプを
排除するができる。
更に、洗浄冷却液に表面活性剤等を混入し、こ
れを泡状とした場合は乳化作用による洗浄作用が
加わり、加工チツプをより効果的に排除すること
ができる。このとき、加工部分はレーザ光の照射
により洗浄冷却液が破泡されて余分な洗浄冷却液
が除去され、適量の洗浄冷却液で覆われると同時
に、加工直後の部分は超音波振動エネルギが付与
された加工液によつて冷却される。
本発明の一実施例を用いた実験によれば、レー
ザ発振器として100W出力のものを用い、洗浄冷
却液に500KHz、20Wの超音波振動エネルギを付
与したときは、加工面の荒さ5μRmax、加工速度
0.08g/minで加工を行うことができた。
第2図は本発明の他の一実施例を示す説明図で
ある。
第2図中、30は隔壁ノズル、31は洗浄冷却
液供給管である。
漏斗状に隔壁ノズル30は加工用ガス供給管2
3から送り込まれる加工用ガスの噴出口と、洗浄
冷却液供給管31から送り込まれる洗浄冷却液の
噴出口とを分離する。
而して、レーザ発振器1から発振されたレーザ
光は反射鏡2に反射して光路変更された後、レン
ズ5によつて集束する被加工物24の加工点に照
射される。
一方、洗浄冷却液供給装置12から供給された
洗浄冷却液は洗浄冷却液供給管31によつて隔壁
ノズル30とケーシング7で囲まれた空所に送り
込まれるのであるが、このとき、余分な洗浄冷却
液は加工用ガスの噴射によつてレーザ光が照射さ
れる加工点から除去されるから、加工点の近傍は
適量の洗浄冷却液膜で覆われ、その部分にレーザ
光が照射されて加工が行われる。
本発明は叙上の如く構成されるから、本発明に
よるときは、加工部乃至加工直後の部分に噴射さ
れる洗浄冷却液に超音波振動エネルギが付与され
るので、加工部から加工屑が効果的に排除されて
加工効率が高められ、且つ洗浄冷却液による冷却
効果が高められて被加工物の熱による変質が防止
され、所望の箇所のみを加工するレーザ加工装置
を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す説明図、第2
図は本発明の他の一実施例を示す説明図である。 1……レーザ発振器、2……反射鏡、4,7…
…ケーシング、5……集束レンズ、12……洗浄
冷却液供給装置、20……制御装置、21,30
……隔壁ノズル、23……加工用ガス供給管、2
5……クロステーブル。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 レーザ発振器から発振されたレーザ光を集束
    レンズによつて集束し、これを被加工物に照射し
    て加工するレーザ加工装置に於て、上記被加工物
    のレーザ光による加工部乃至は加工直後の部分に
    のみ超音波振動エネルギを付与した洗浄冷却液を
    供給する洗浄冷却供給装置を設けたことを特徴と
    する上記のレーザ加工装置。 2 上記洗浄冷却液が発泡液である特許請求の範
    囲第1項記載のレーザ加工装置。 3 上記洗浄冷却液に付与される超音波が周波数
    の異なる複数の超音波である特許請求の範囲第1
    項又は第2項記載のレーザ加工装置。
JP58051580A 1983-03-29 1983-03-29 レ−ザ加工装置 Granted JPS59178189A (ja)

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JP58051580A JPS59178189A (ja) 1983-03-29 1983-03-29 レ−ザ加工装置

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JPS59178189A JPS59178189A (ja) 1984-10-09
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JPH01104493A (ja) * 1987-10-16 1989-04-21 Mitsubishi Electric Corp レーザ加工機
SG121697A1 (en) * 2001-10-25 2006-05-26 Inst Data Storage A method of patterning a substrate
CN103212845A (zh) * 2012-01-19 2013-07-24 昆山思拓机器有限公司 用于薄壁管材激光微加工的同轴水射流装置
CN103286446B (zh) * 2013-05-23 2016-08-24 昆山丞麟激光科技有限公司 一种激光加工同步碎屑清除装置
JP6998178B2 (ja) * 2017-11-07 2022-01-18 株式会社ディスコ レーザー加工装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS608147B2 (ja) * 1982-06-18 1985-03-01 日本電信電話株式会社 固体の加工方法

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