JPH05317Y2

JPH05317Y2 -

Info

Publication number: JPH05317Y2
Application number: JP1987181690U
Authority: JP
Priority date: 1987-11-27
Filing date: 1987-11-27
Publication date: 1993-01-06
Anticipated expiration: 2002-11-27
Also published as: JPH0184891U

Description

【考案の詳細な説明】（産業上の利用分野）本考案は、レーザ加工機におけるレーザ加工ヘ
ツドに関し、特にアシストガス圧によるレンズ破
壊を未然に防止しようとしたものに関する。

（従来技術およびその問題点）一般に、この種のレーザ加工ヘツドにおいて
は、レンズにより集光されたレーザ光とアシスト
ガスとをノズルの噴出口より同軸上に出射するこ
とによりレーザ加工が行なわれている。

しかし、例えばガス供給コントローラ側の故障
やノズルの噴出口が詰まつたりなど何らかの原因
で、レンズとノズルとの間の高圧室内のガス圧が
上昇して、その圧力がレンズの耐圧強度を越えて
しまうと、レンズ破損が起こつたり、或は、レン
ズとレンズ保持部との間に隙間が発生し、熱接触
が悪くなつてレンズが熱破壊を起こすなどという
欠点を有していた。

また、レンズがアシストガス圧によつて上方向
へ動いてレンズの焦点位置が変化し、加工精度を
低下させるなどの問題点を有していた。

（問題点を解決するための手段）そこで、本考案は、高圧室内のアシストガスに
よるレンズにかかる圧力を常に測定し、所定圧以
上を測定した時に、高圧室へのアシストガスの供
給を停止させるようにすることにより、レンズの
耐圧強度を越えないようにガス圧を制御でき、ガ
ス圧上昇によるレンズ破壊を未然に防止しようと
するものである。

（考案の構成）すなわち、本考案は、第１図に示すように、レ
ンズ１の出射面側と先端のノズル２との間に形成
された高圧室３にアシストガスを供給し、上記レ
ンズ１により集光されたレーザ光とアシストガス
とを上記ノズル２より出射するレーザ加工ヘツド
において、レンズ１と接触する位置に、上記高圧
室３内のガス圧によるレンズ１にかかる圧力を測
定する圧力センサ４を設け、この圧力センサ４の
測定値が所定値以上になつたとき、アシストガス
の高圧室３への供給を停止する供給停止手段５を
備えたものである。

図中６は、図示しないヘツド本体に装着された
ノズルホルダーで、内部にレンズマウント７を、
下部に上記ノズル２をそれぞれ螺着保持してい
る。

レンズマウント７の内部には、上記レンズ１が
嵌着保持されている。レンズ１は、その入射面側
周縁で、レンズマウント７に形成された段部７ａ
に上記圧力センサ４を介して係止され、出射面側
周縁で、レンズマウント６に下方より螺着された
締付部材８の上端で、Ｏリング９を介して気密的
に締付固定されている。

ノズル２は先端にガス噴出口２ａを有し、上端
ねじ部２ｂによつて上記ノズルホルダー６に螺合
され、さらに締付ナツト１０により固着されてい
る。

そして、上記ノズルホルダー６とレンズ１の出
射面とノズル３とでなる内部空間にアシストガス
の高圧室３が形成されている。ノズルホルダー６
の一側壁には、上記高圧室３に連通するアシスト
ガス供給口１１が開口されている。

アシストガスは、不活性ガス或はO₂ガス等が
用いられ、外部設置したガスボンベ１２からガス
コントロールユニツト１３を介して上記供給口１
１より高圧室３内へ供給される。

ガスコントロールユニツト１３は、第２図に示
すように、ガスの供給回路中に上記供給停止手段
５となる圧力スイツチ、レギユレータ１４、スピ
ードコントローラ１５、チエツクバルブ１６およ
び電磁弁１７等を接続してなり、NC装置１８に
より自動制御される。

また、上記圧力スイツチ５は、上記圧力センサ
４によつてレンズ１にかかる圧力が予め設定した
所定値以上を測定したとき、コントロールユニツ
ト１３内のガス供給端側でガス供給を停止させる
もので、この供給停止時の設定圧は、レンズ１の
耐圧強度に相当する圧力以下に設定しておく。

また、１９はレンズ１の加熱を防止するための
環状冷却空間で、注入口２０より冷却エアーまた
は冷却水を注入して、レンズ１の熱を吸収し、レ
ンズ１の熱破壊を防止している。

（考案の作用）レーザ加工時、図示しないレーザ発振器より平
行光となつて出射されたレーザ光は複数箇所の反
射鏡を介してレーザ加工ヘツドに導かれ、レンズ
１により集光されてノズル先端より被加工面Ｗに
に照射される。同時に、NC装置１８によつてガ
スコントロールユニツト１３が自動制御され適正
圧力に調整されたアシストガスが、供給口１１よ
り高圧室３に供給され、ノズル２内でさらに集束
されて噴出口２ａより被加工面Ｗに向かつて高圧
で噴出される。すなわち、レーザ光の熱エネルギ
ーとアシストガスの燃焼エネルギーとにより、被
加工面Ｗに切断等のレーザ加工がなされる。

しかし、何らかの原因で、高圧室３内のガス圧
が上昇し、圧力センサ４が所定値以上を検出する
と、コントロールユニツト１３内の圧力スイツチ
５が作用され、高圧室３へのガス供給が停止され
る。

これにより、レンズ１にかかる圧力がレンズ耐
圧強度に至るまでに圧力は下り、レンズ１の破損
を未然に防止することができる。

なお、上記圧力センサ４は、レンズ１の入射面
側においてレンズマウント７との間に設けたが、
この位置に限らず、レンズ１の出射面側において
Ｏリング９と締付部材８との間に設けてもよい。

（考案の効果）以上のように、本考案によれば、圧力センサに
よつて、高圧室内のガス圧によるレンズにかかる
圧力を常に測定しているので、ガス圧変化が確認
できるとともに、レンズにかかる圧力がレンズの
耐圧強度を越えないように、所定値以上を検知し
たとき供給停止手段を作用して、高圧室へのアシ
ストガスの供給が自動的にストツプされるため、
高圧室内のガス圧の異常な上昇を抑えることがで
き、レンズの耐圧強度を越えることなく、レンズ
破損を防止することができる。また、圧力センサ
によりレンズにかかる衝撃も緩和され、レンズを
衝撃から保護し、しかも熱伝導も良く、レンズの
熱破壊も防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の一実施例を示す断面図、第
２図はガスコントロールユニツトの回路図であ
る。１……レンズ、２……ノズル、３……高圧室、
４……圧力センサ、５……供給停止手段としての
圧力スイツチ。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

レンズの出射面側と先端のノズルとの間に形成
された高圧室にアシストガスを供給し、上記レン
ズにより集光されたレーザ光とアシストガスとを
上記ノズルより出射するレーザ加工ヘツドにおい
て、上記レンズと接触する位置に、上記高圧室内
のガス圧によるレンズにかかる圧力を測定する圧
力センサを設け、この圧力センサの測定値が所定
値以上になつたとき、アシストガスの高圧室への
供給を停止する供給停止手段を備えたことを特徴
とするレーザ加工ヘツド。