JPH0533984U - レーザ加工機のレーザビームノズル装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 アシストガス変更時に於ける残存アシストガ
スの排出のためのインターバル時間を最小限し、レーザ
加工に於けるロスタイムを短縮する。 【構成】 筒状のノズル取付部材２１の先端部に噴孔２
３を有するノズル本体２５が取り付けられ、噴孔２３よ
りレーザビームを放射すると共にノズル支持部材２１の
筒内空間３７に供給されたアシストガスを噴孔２３より
噴出するよう構成されたレーザ加工機のレーザビームノ
ズル装置に於て、外部操作により選択的に開閉されて筒
内空間３７を選択的に外部に開放するアシストガス排気
弁４９を設け、アシストガスの変更時にアシストガス排
気弁４９を外部操作により開弁し、筒内空間３７に残
存、滞留しているアシストガスを噴孔２３に加えてアシ
ストガス排気弁４９の排気通路５７からも外部へ排出す
る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、レーザ加工機のレーザビームノズル装置に関し、特に複数種類のア シストガスを使い分けるレーザ加工機のレーザビームノズル装置に関するもので ある。

【０００２】

【従来の技術】

レーザ加工機のレーザビームノズル装置として、筒状のノズル取付部材の先端 部に噴孔を有するノズル本体が取り付けられ、前記噴孔よりレーザビームを照射 すると共に前記ノズル支持部材の筒内に供給されたアシストガスを前記噴孔より 噴出するよう構成されたノズル装置が知られている。

【０００３】 上述の如きレーザビームノズル装置を用いたレーザ加工機による切断には、ピ アス加工時にはアシストガスとして酸素を用い、その後の一般切断時にはアシス トガスとして空気を用いる手法があり、この場合には、レーザビームノズル装置 に対し供給するアシストガスがピアス加工時と一般切断時とで切替られる。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

従来、上述の如きアシストガス切替を必要とするレーザ加工に於いては、一般 切断の如き第二工程は、ピアス加工の如き第一工程にて使用した酸素ガスの如き 第一工程用アシストガスがレーザビームノズル装置の噴孔よりすべて排出され、 噴孔からは空気の如き第二工程用アシストガスのみが噴出される状態になってか ら開始される。このためピアス加工の如き第一工程終了後、一般切断の如き第二 工程へ移行する際には、レーザビームノズル装置に於けるアシストガスの入れ替 え、換言すればアシストガス変更時にレーザビームノズル装置内に残存している 前使用のアシストガスの排出のためにインターバル時間が必要になり、これはレ ーザ加工に於けるロスタイムになる。

【０００５】 本考案は、アシストガス切替を必要とするレーザ加工に於ける上述の如き問題 点に着目してなされたものであり、アシストガス変更時に於ける残存アシストガ スの排出のためのインターバル時間を最小限にでき、レーザ加工に於けるロスタ イムを短縮できるレーザ加工機のレーザビームノズル装置を提供することを目的 としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

上述の如き目的は、本考案によれば、筒状のノズル取付部材の先端部に噴孔を 有するノズル本体が取り付けられ、前記噴孔よりレーザビームを照射すると共に 前記ノズル支持部材の筒内に供給されたアシストガスを前記噴孔より噴出するよ う構成されたレーザ加工機のレーザビームノズル装置に於て、外部操作により選 択的に開閉されて前記ノズル支持部材の筒内を選択的に外部に開放するアシスト ガス排気弁が設けられていることを特徴とするレーザ加工機のレーザビームノズ ル装置によって達成される。

【０００７】

【作用】

上述の如き構成によれば、アシストガスの変更時にアシストガス排気弁が外部 操作により開弁され、これによってノズル支持部材の筒内が外部に開放されるこ とにより、噴孔に加えてこの開弁経路をもってもノズル支持部材の筒内に残存、 滞留しているアシストガスが外部へ排出される。

【０００８】

【実施例】

以下に本考案の実施例を図面を用いて詳細に説明する。

【０００９】 図４は本考案によるレーザビームノズル装置が適用されるレーザ加工機の一実 施例を示している。レーザ加工機は、レーザビーム発生装置１と制御部３とを有 する装置本体５と、装置本体５の一方に連設された水平なワークテーブル７と、 装置本体５の上部よりこれの一方の側に水平に延出された上部水平アーム９とを 有している。

【００１０】 上部水平アーム９の先端部にはレーザビームノズル装置１１が取り付けられて おり、これにはレーザビーム発生装置１よりのレーザビームが与えられ、また図 示されていないアシストガス供給装置より酸素ガスと空気の如き複数種類のアシ ストガスのうちの一つが選択的に供給されるようになっている。

【００１１】 ワークテーブル７には被加工物を把持してこれを任意の加工位置に移動させる 可動のワーククランプ装置１３が設けられている。

【００１２】 レーザビームノズル装置１１は、図１に示されている如く、上部水平アーム９ に取付座部材１５を介して固定されたノズル取付筒体１７に取付リング１９によ り着脱可能に装着される筒状のノズル支持部材２１を有し、ノズル支持部材２１ の下端部に噴孔２３を有するノズル本体２５がノズルホルダ２７により交換可能 に取り付けられている。

【００１３】 ノズル取付筒体１７内にはレーザビームが通るレーザビーム通路２９を画定す るスリーブ３１が固定され、またスリーブ３１の下端部にはレンズホルダ３３に よって集光レンズ３５が配置されている。スリーブ３１、集光レンズ３５、ノズ ル支持部材２１、ノズル本体２５は、実質的に同心配置され、レーザビームは、 スリーブ３１のレーザビーム通路２９、集光レンズ３５、ノズル支持部材２１の 筒内空間３７を図に上下方向に通過してノズル本体２５の噴孔２３より外部へ、 換言すればワークテーブル７へ向けて照射するようになっている。

【００１４】 取付座部材１５、ノズル取付筒体１７にはアシストガス通路３９が形成されて おり、アシストガス通路３９には上述の図示されていないアシストガス供給装置 より酸素ガスと空気の如き複数種類のアシストガスのうちの一つが選択的に供給 されるようになっている。アシストガス通路３９はノズル支持部材２１の筒内空 間３７の上端部に対し連通開口しており、アシストガス通路３９に供給されたア シストガスは、ノズル支持部材２１の筒内空間３７に流入し、この筒内空間３７ を流れてノズル本体２５の噴孔２３より外部へ、即ちワークテーブル７へ向けて 噴出するようになっている。

【００１５】 またノズル支持部材２１の下端部には噴孔２３を塞ぐことなくノズル本体２５ を被覆すべくウォータジャケット部材４１が取り付けられている。ウォータジャ ケット部材４１は、ノズル本体２５およびノズルホルダ２７と協働してこれらを 取り囲む冷却水通路４３を画定している。冷却水通路４３は、ノズル支持部材２ １、ノズルホルダ２７に形成された冷却水通路４５、４７と連通し、これより冷 却水を供給されるようになっている。

【００１６】 ノズル支持部材２１の外側壁部にはアシストガス排気弁４９が取り付けられて いる。アシストガス排気弁４９は、一方にて通路５１によりノズル支持部材２１ の筒内空間３７に連通し、他方にて弁ポート５３、上部室５５を経て大気中に開 放された排気通路５７に連通している弁室５９を有しており、弁室５９には弁体 としてのチェックボール６１が配置されている。チェックボール６１は、筒内空 間３７のアシストガス圧を閉弁方向、即ち図にて上方向に及ぼされると共にばね ６３により同方向に付勢され、自由状態にては図示されている如く、弁ポート５ ３周りの弁座部６５に着座して弁ポート５３を閉じる閉弁位置に位置するように なっている。

【００１７】 アシストガス排気弁４９の上部室５５には強制開弁用ピストン６７が図にて上 下方向に移動可能に設けられている。強制開弁用ピストン６７はチェックボール ６１をこれに作用している閉弁力に抗して押し下げて開弁させるプッシュロッド ６９を一体に有している。強制開弁用ピストン６７の図にて上側にはシリンダ室 ７１が形成されており、シリンダ室７１に流体圧が供給されることにより強制開 弁用ピストン６７は戻しばね７３のばね力に抗して降下移動するようになってい る。

【００１８】 シリンダ室７１は、ノズル支持部材２１に形成された流体圧通路７５と連通し ており、これより空気圧の如き適宜の信号流体圧をアシストガス変更時に所定時 間に亘って供給されるようになっている。尚、この信号流体圧供給制御は、タイ マ制御等を含む一般的な流体圧制御技術により行われればよい。なお、前記冷却 水通路４７はノズル取付筒体１７に形成された冷却水通路７７によって取付座部 材１５に設けられたチェック弁付き冷却水取入れ口７９と連通されている。

【００１９】 上述の如き構成によれば、アシストガスの変更時には、シリンダ室７１に信号 流体圧が供給され、これにより強制開弁用ピストン６７は戻しばね７３のばね力 に抗して降下移動し、プッシュロッド６９がチェックボール６１をこれに作用し ている閉弁力に抗して押し下げるようになる。これにより、チェックボール６１ が弁座部６５より離間して弁ポート５３を開き、通路５１と排気通路５７との連 通を確立する開弁位置に位置するようになる。

【００２０】 この時には、ノズル支持部材２１の筒内空間３７が、通路５１、弁室５９、弁 ポート５３、上部室５５を経て排気通路５７と連通し、これにより筒内空間３７ が排気通路５７によって大気中に開放されるようになる。これによりアシストガ スの変更時にノズル支持部材２１の筒内空間３７に残存、滞留しているアシスト ガスが噴孔２３に加えて上述の開弁経路をもっても外部へ速やかに排出されるよ うになる。

【００２１】 アシストガスの変更開始後、所定時間が経過すれば、シリンダ室７１に対する 信号流体圧の供給が停止され、シリンダ室７１の信号流体圧が排出されることに より、強制開弁用ピストン６７は戻しばね７３のばね力により上昇移動して元の 位置に戻り、チェックボール６１がばね６３のばね力により弁座部６５に着座し て弁ポート５３が閉じる元の位置に戻るようになる。これにより通路５１と排気 通路５７との連通が遮断され、排気通路５７よりアシストガスの漏洩が禁止され 、次のレーザ加工が開始されるようになる。

【００２２】 図２、図３は本考案によるレーザビームノズル装置の他の実施例を示している 。

【００２３】 尚、図２、図３に於て、図１に対応する部分は、図１に付けた符号と同一の符号 により示されている。この実施例に於いては、ノズル取付筒体１７のアシストガ ス通路３９がノズル支持部材２１に形成されたアシストガス通路８１と連通し、 アシストガス通路８１がアシストガスをノズル支持部材２１の筒内空間３７の下 部領域に導くようになっていることと、ノズル支持部材２１の筒内空間３７の上 部領域に滞留しやすいアスシトガスがより一層速やかに外部へ排出されるよう、 アシストガス排気弁４９がノズル取付筒体１７に取り付けられ、通路５１は筒内 空間３７の上端部に対し開口している。

【００２４】 図２、図３に示された実施例は、上述のこと以外は、図１に示された実施例と 実質的に同一に構成されており、従って図２、図３に示された実施例に於いても 図１に示された実施例と実質的に同一の作用効果が得られる。

【００２５】 尚、上述の何れの実施例に於いても、アシストガス排気弁４９は流体圧作動式 の強制開弁機構付きチェック弁により構成されているが、本考案に於いては、ア シストガス排気弁４９はこれに限定されず、これは、手動式、電磁式の強制開弁 機構付きチェック弁、その他の外部操作可能な開閉弁により構成されていてもよ い。

【００２６】 以上に於ては、本考案を特定の実施例について詳細に説明したが、本考案は、 これらに限定されるものではなく、本考案の範囲内にて種々の実施例が可能であ ることは当業者にとって明らかであろう。

【００２７】

【考案の効果】

以上の説明から理解される如く、本考案によるレーザ加工機のレーザビームノ ズル装置よれば、アシストガスの変更時にアシストガス排気弁が流体圧等による 外部操作により開弁され、これによってノズル支持部材の筒内が外部に開放され 、噴孔に加えてこの開弁経路をもってもノズル支持部材の筒内に残存、滞留して いるアシストガスが外部へ速やかに排出されるから、アシストガス変更時に於け る残存アシストガスの排出のためのインターバル時間が短縮され、これによりア ストガスの変更を伴うレーザ加工がアストガス変更時に大きいロスタイムを含ま ずに効率よく行われようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案によるレーザビームノズル装置の一実施
例を示す縦断面図である。

【図２】本考案によるレーザビームノズル装置の他の実
施例を示す縦断面図である。

【図３】図２に示された本考案によるレーザビームノズ
ル装置の他の実施例を、その要部について示す他の部分
の縦断面図である。

【図４】本考案によるレーザビームノズル装置が適用さ
れるレーザ加工機の一実施例を示す正面図である。

【符号の説明】

１ レーザビーム発生装置 ７ ワークテーブル ９ 上部水平アーム １１ レーザビームノズル装置 １５ 取付座部材 １７ ノズル取付筒体 ２１ ノズル支持部材 ２３ 噴孔 ２５ ノズル本体 ３９ アシストガス通路 ４９ アシストガス排気弁 ５７ 排気通路 ６１ チェックボール ６７ 強制開弁用ピストン ７１ シリンダ室

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 筒状のノズル取付部材の先端部に噴孔を
   有するノズル本体が取り付けられ、前記噴孔よりレーザ
   ビームを照射すると共に前記ノズル支持部材の筒内に供
   給されたアシストガスを前記噴孔より噴出するよう構成
   されたレーザ加工機のレーザビームノズル装置に於て、 外部操作により選択的に開閉されて前記ノズル支持部材
   の筒内を選択的に外部に開放するアシストガス排気弁が
   設けられていることを特徴とするレーザ加工機のレーザ
   ビームノズル装置。