JPH0366489A - レーザ加工機のノズル - 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Ｊ この発明は、電磁的容量を検出することによりノズルと
ワークの間隔を一定に制御するレーザ加工機のノズルに
関するものである。 【従来の技術】 第２図は２例えば特開昭６３−１０８９８２号公報に示
された従来のレーザ加工機のノズルを示す断面図であり
２図において、（１）は図示しない加工ヘッド本体に、
光軸方向に移動自在に設けられたレンズホルダーであり
、内部に集光レンズ（図示せず）を保持している。 （２）は絶縁材料から成るノズルホルダーで、上部フラ
ンジ（２ａ）でボルト（３）によりレンズホルダー（１
）に固着されている。また、ノズルホルダー（２）の側
面には、金属カラー（６）と静電容量検出器（９）を接
続する同軸ケーブル（５）を挿通する貫通孔（４）が形
成されている。 また、ノズルホルダー（２）の下端内周部には突出部（
２ｂ）が、その下方向にはノズル嵌合部（２ｃ）が形成
されるとともに、下端部外側にはネジ部（２ｄ）が設け
られており、上記嵌合部（２ｃ）には上記金属カラー（
６）が接着などにより取付けられている。 そして、金属カラー（６）にノズル（７）の上端面を当
接させ、その下方からノズルナツト（８）を挿入して、
ノズルナツト（８）のネジ部（８ｂ）とノズルホルダー
（２）のネジ部（２ｄ）とを螺着することによってノズ
ル（７）をノズルホルダー（２）に固定している。 このとき、ノズルナツト（８）の底部に形成されたテー
バ状のノズル保持面（８ａ）と、ノズル（７）上端部の
テーバフランジ部（７ｄ）とのテーバ係合により、ノズ
ル（７）はノズルホルダー（２）に強固に固着されるこ
とになる。 上記によるノズル（７）は、その内側から第１の電極（
７ａｌ　、絶縁部（７ｂ）および第２の電極（７Ｃ）の
順に三層構造となっている。 なお、（１０）はワーク、　（１１１はレーザビーム（
１２）の集光スポット位置である。 以上の構成において、レーザビーム（１２）をレンズ等
にて集光して、ノズル先端部よりワーク（ｌＯ）に照射
することでレーザ加工が行われる。 このとき、ノズル内側に設けられた第１の電極（７ａ）
と、絶縁部（７ｂ）を介してノズル外側に設けられた第
２の電極（７ｃ）にて構成されたノズル〔７）には９例
えば、静電容量検出器（９）が接続されており、接地さ
れたワーク（１０）とノズル先端部間の静電容量ＣＬを
検出している。 ノズル先端部とワーク（１０）間に生ずる静電容量ＣＬ
は、ノズル先端部とワーク（１０１間の距１１１Ｌに略
比例するため、ノズルホルダー（２）を介してノズル（
７）を固着するレンズホルダー（１）を、静電容量検出
器（９）の信号によりワーク（１０）に対して垂直に駆
動制御することにより、ノズル先端部とワーク（１（１
）間の距離を一定に保つている。 このようにして、ノズル先端部とワーク（１０）間の静
電容量ＣＬを検出することで、レーザビーム（１２）の
ワーク（ｌＯ）への集光スポット位置（１１）はワーク
（１０）の凹凸変化に対して常に一定となり、良好なレ
ーザ加工結果が得られることになる。 ところで、レーザ加工は熱加工であるため、切断・溶接
加工に際してはワーク（１０）からスパッターが飛散し
てノズル（７）の先端部に付着する場合がある。 この結果、第３図および第４図に示すように。 スパッター１１３）によって第１の電極（７ａ）と第２
の電極（７ｃ）が導通状態となり、静電容量制御による
加工ができなくなるという事態が発生するが、このよう
な場合には。ノズルナツト（８）を取り外すことによっ
てノズル（７）の交換、復旧が行われている。 〔発明が解決しようとする課題］ 従来のレーザ加工機のノズルは以上のように構成されて
いるので、スパッター（１３）の付着等によりダメージ
を受けたノズル（７）を交換する際、ダメージ部分のみ
の交換ができないために不経済である。また、ノズル（
７）の取り付けに際しては。 レーザビーム（１２）の光軸調整を考慮して取り付けな
ければないため、細心の注意を要するとともに長大な時
間がかかる。特に、ノズル（７）が金属カラー（６）と
接する面や、ノズル（７）のテーバフランジ部（７ｄ）
およびノズルナツト（８）のノズル保持面（８ａ）の加
工精度が不均一の場合は、ノズル（７）が傾いて取り付
くため、ノズル（７）と金属カラー（６）およびノズル
ナツト（８）との各接合面は高精度の加工を必要とする
などの問題点があった。 この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、ダメージを受けたノズルの復旧が迅速、かつ
、容易に行なうことができるレーザ加工機のノズルを得
ることを目的とする。 ［課題を解決するための手段］ この発明に係るレーザ加工機のノズルは、ノズルの内側
を形成する第１の電極と、この第１の電極の外周を覆う
絶縁部と、この絶縁部の先端部の一部を除く外周に形成
された第２の電極と、この第２の電極に着脱自在に係合
するとともに上記絶縁部の先端部外周に設けられた電極
係合体とを備えたものである。 また、第１の電極の先端部に着脱自在のチップを設けた
ものである。 〔作用〕 この発明においては、絶縁部の先端部の一部を除く外周
に形成された第２の電極に、電極係合体を着脱自在に係
合することにより、ノズルのダメージに対する復旧が容
易になる。 また、第１の電極の先端部にチップを着脱自在に設ける
ことにより、チップが溶融スパッター等で損傷を受けた
場合に。チップの交換が容易となる。 〔発明の実施例〕 以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図において、　（７ａ）はレーザビーム（１２）を照射
するノズル（７）の内側を形成する第１の電極であり、
先端部内側にネジ部を有している。（７ｂ）は第１の電
極（７ａ）の外周を覆う絶縁部、　（７ｃ）は絶縁部（
７ｂ）の先端部の一部を除く外周に形成された第２の電
極であり、その先端にはネジ部が設けられている。　（
７ｅ）は端部にネジ部を有した電極係合体であり１図に
示すようにｖＪ２の電極（７ｃ）に螺合して絶縁部（７
ｂ）の外周に設けられている。 （７ｆ）は第１の電極（７ａ）に螺合して設けられたチ
ップであり、第１の電極（７ａ）を構成する。 （９）は第１の電極（７ａ）に接続された静電容量検出
器、　（１０１はワーク、　（１１）はレーザビーム（
１２）の集光スポット位置、　（１３＞はレーザ加工時
に発生するスパッターである。 次に、動作について説明する。 レーザ加工において、レーザ発振器（図示せず）から出
力されたレーザビーム（１２）は、レンズ等で集光され
てノズル（７）の先端部からワーク（１０）表面に照射
される。このとき、レーザビーム（１２）は集光スポッ
ト位置（１１）において高エネルギー密度となり、これ
によって切断・溶接等の加工が行なわれる。なお、この
加工に当たってはノズル（７）とワーク（ｌＯ）が相対
移動を行なう。 また、レーザ加工に際しては、ノズル（７）とワーク（
１０）との距離、即ち加工ギャップを一定にすることが
良好な加工を行なうための条件となるため、従来技術で
述べたよう−に、ノズル先端部とワーク（ｌＯ）間の静
電容量ＣＬを求めることにより加工ギャップの制御を行
っている。 第１図に示すように、ワーク（ｌＯ）はアースされてい
る。また、チップ（７ｆ）は第１の電極（７ａ）を介し
て静電容量検出器（９）に接続されており、チップ（７
ｆ）先端部とワーク（ｌＯ）間の静電容量ＣＬを検出す
る。この検出された静電容量ＣＬが、チップ（７ｆ）先
端部とワーク（ｌＯ）の距離りに対応した信号として図
示しない駆動手段に送られる。そして。 駆動手段は、チップ（７ｆ）先端部とワーク（１０１間
のギャップ量を一定にするようにノズル（７）を光軸方
向に移動する。 これにより、ワーク（ｌＯ）の表面に凹凸がある場合で
も、ワーク（ｌＯ）に対するレーザビーム（１２）の集
光スポット位置（１１）は常に一定になるため、良好な
レーザ加工を行なうことができるのである。 ところで、レーザ加工中には、頻繁にワーク（ｌＯ）か
ら蒸発飛散物であるスパッター（１３１が飛散するため
、スパッター（１３）が第１図に示すようにノズル（７
）の先端部に付着することがある。 このスパッター（１３）は非常に高温度であることから
、チップ（７ｆ）・や電極係合体（７ｅ）がダメージを
受けることになるが、上記構成によるノズル（７１にお
いては、チップ（７ｆ）が第１の電極（７ａ）と螺合し
ているため、ダメージを受けたチップ（７ｆ）は容易に
交換することができる。 また、電極係合体（７ｅ）についても、第２の電極（７
ｃ）と螺合しているため容易に交換、復旧が可能である
。この際、電極係合体（７ｅ）はノズル（７）の最外周
部を形成しているため、光軸調整を考慮することなく取
り替えることができる。 なお、電極係合体（７ｅ）は金属で形成しても良いが１
例えばセラミックス製の絶縁チューブで形成すれば、良
好な耐スパツタ性が得られる。特に。 絶縁材とすることで、第１図に示すように、第１の電極
（７ａ）を構成するチップ（７ｆ）と第２の電極（７ｃ
）とは電極係合体（７ｅ）を介して十分な絶縁距離が確
保されるため、スパッター（１３）によって第１の電極
（７ａ）と第２の電極（７ｃ）が導通して短絡状態にな
ることはなく、正常な静電容量の検出が可能となる。 また、上記実施例では第１の電極（７ａ）の先端部にチ
ップ（７ｆｌを設けるものとしたが必ず設ける必要はな
く、この場合、第１の電極（７ａ）の先端部とワーク（
ｌＯ）間とで静電容量が検出され、前記と同様にして加
工ギャップの調整が行われることになる。 ［発明の効果］ 以上。よう！：　、：＋７）発明なわば、９−ザ光を照
射するノズルの内側を形成する第１の電極と、この第１
の電極の外周を覆う絶縁部と、この絶縁部の先端部の一
部を除く外周に形成された第２の電極と、この第２の電
極に着脱自在に係合するとともに上記絶縁部の先端部外
周に設けられた電極係合体とによりノオ嘔構成した６の
で、加工時に発生するスパッター等によりノズルがダメ
ージを受けた場合でも、ノズルのダメージを受けた部分
のみを取り替えればよいため、ダメージによる復旧が迅
速、かつ、容易でる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
ズルを示す構成図、第２図は従来のレーザ加工機のノズ
ルを示す構成図、第３図は従来例の要部拡大図、第４図
は従来例の他の例を示す要部拡大図である。 図において、　（７ａ）は第１の電極、　（７ｂ）は絶
縁部（７ｃ）は第２の電極、　（７ｓ）は電極係合体、
　（７ｆ）はチップである。 なお９図中。 同一符号は同− 示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）レーザ光を照射するノズルの内側を形成する第１
   の電極と、この第１の電極の外周を覆う絶縁部と、この
   絶縁部の先端部の一部を除く外周に形成された第２の電
   極と、この第２の電極に着脱自在に係合するとともに、
   上記絶縁部の先端部外周に設けられた電極係合体とを備
   えて成るレーザ加工機のノズル。
2. （２）第１の電極は、先端部に着脱自在のチップを備え
   たことを特徴とする請求項１記載のレーザ加工機のノズ
   ル。