JPH08281461A - レーザー加工装置の加工ヘッド - Google Patents
レーザー加工装置の加工ヘッドInfo
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- JPH08281461A JPH08281461A JP7089230A JP8923095A JPH08281461A JP H08281461 A JPH08281461 A JP H08281461A JP 7089230 A JP7089230 A JP 7089230A JP 8923095 A JP8923095 A JP 8923095A JP H08281461 A JPH08281461 A JP H08281461A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 任意の方向に切断可能なレーザー加工装置の
加工ヘッドの提供。 【構成】 金属材料の表面を融解温度以下の発火燃焼温
度まで予熱し、酸素ガスのジェットを予熱された予熱領
域３７に噴射して前記金属材料を切断する装置におい
て、加工ヘッド１のハウジング３内部に導入されたレー
ザービーム７をこのレーザービームの光軸中心において
反射する円錐状の反射鏡９を前記ハウジング内に設け、
この反射鏡からの反射光を金属材料の表面の上方位置に
収束可能な円環状の凹面鏡１５を前記反射鏡に対向させ
て設ける。そしてこの凹面鏡からのレーザービーム７’
が通過可能な複数のレーザービーム通過孔１７を前記ハ
ウジングの底部５に設けると共に、このハウジング底部
に前記レーザービームの光軸中心と同軸に酸素ガスのジ
ェットを噴射可能なガスジェット噴射ノズル２１を設け
たことを特徴とするレーザー加工装置の加工ヘッド。
加工ヘッドの提供。 【構成】 金属材料の表面を融解温度以下の発火燃焼温
度まで予熱し、酸素ガスのジェットを予熱された予熱領
域３７に噴射して前記金属材料を切断する装置におい
て、加工ヘッド１のハウジング３内部に導入されたレー
ザービーム７をこのレーザービームの光軸中心において
反射する円錐状の反射鏡９を前記ハウジング内に設け、
この反射鏡からの反射光を金属材料の表面の上方位置に
収束可能な円環状の凹面鏡１５を前記反射鏡に対向させ
て設ける。そしてこの凹面鏡からのレーザービーム７’
が通過可能な複数のレーザービーム通過孔１７を前記ハ
ウジングの底部５に設けると共に、このハウジング底部
に前記レーザービームの光軸中心と同軸に酸素ガスのジ
ェットを噴射可能なガスジェット噴射ノズル２１を設け
たことを特徴とするレーザー加工装置の加工ヘッド。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はレーザー加工装置の加工
ヘッドに関するものである。
ヘッドに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】本発明に関連する従来の技術として特表
平０７−５０１２６６号がある。この従来の技術におけ
る基本的実施例を図６及び図７に示してある。
平０７−５０１２６６号がある。この従来の技術におけ
る基本的実施例を図６及び図７に示してある。
【０００３】図６に示した例では、被加工物（１０）を
その材料の融解温度以下の発火燃焼温度まで表面を予熱
するためのレーザービーム（２３）が、可燃性ガス（１
２）（例えば酸素）を前記被加工物（１０）に噴射する
ノズル（２０）の内部を同軸に通過する様に設けられて
いる。
その材料の融解温度以下の発火燃焼温度まで表面を予熱
するためのレーザービーム（２３）が、可燃性ガス（１
２）（例えば酸素）を前記被加工物（１０）に噴射する
ノズル（２０）の内部を同軸に通過する様に設けられて
いる。
【０００４】また図７に示した例では、予熱用のレーザ
ービーム（２３）は、その軸線（２３’）が前記ノズル
（２０）の縦軸（２０”）に対して切断進行方向（２
８）において、前方に角度αだけ傾斜して設けられてい
る。このレーザービーム（２３’）の焦点（２２）は被
加工物表面（１１）の上方に設けられているので、ノズ
ル（２０）の縦軸（２０”）を含む位置の被加工物表面
（１１）に楕円形のビームスポットを生じる。
ービーム（２３）は、その軸線（２３’）が前記ノズル
（２０）の縦軸（２０”）に対して切断進行方向（２
８）において、前方に角度αだけ傾斜して設けられてい
る。このレーザービーム（２３’）の焦点（２２）は被
加工物表面（１１）の上方に設けられているので、ノズ
ル（２０）の縦軸（２０”）を含む位置の被加工物表面
（１１）に楕円形のビームスポットを生じる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】図６に示す様な上述の
従来技術においては、可燃性ガス（１２）が被加工物表
面（１１）に噴射される位置の周囲にレーザービーム
（２３）によって予熱される領域ができるので、ノズル
（２０）と被加工物（１０）とを任意の方向に相対的に
移動させることにより金属材料を切断をすることが可能
ではある。しかし、このノズル（２０）の中を可燃性ガ
ス（１２）とレーザービーム（２３）とを同軸に通過さ
せる構造においては、ノズル（２０）内に供給される可
燃性ガスの圧力の変動が集光レンズ（２９）に変動的変
形を与えるので、レーザービーム（２３）の焦点位置
（２２）がランダムに変化して予熱温度の制御を難しく
する。
従来技術においては、可燃性ガス（１２）が被加工物表
面（１１）に噴射される位置の周囲にレーザービーム
（２３）によって予熱される領域ができるので、ノズル
（２０）と被加工物（１０）とを任意の方向に相対的に
移動させることにより金属材料を切断をすることが可能
ではある。しかし、このノズル（２０）の中を可燃性ガ
ス（１２）とレーザービーム（２３）とを同軸に通過さ
せる構造においては、ノズル（２０）内に供給される可
燃性ガスの圧力の変動が集光レンズ（２９）に変動的変
形を与えるので、レーザービーム（２３）の焦点位置
（２２）がランダムに変化して予熱温度の制御を難しく
する。
【０００６】もし、ノズルの上部にレーザービーム（２
３）が透過可能で、ガスの圧力に耐えるウインドを設け
れば、前記集光レンズ（２９）のガス圧による変形は押
さえられるが、この場合にはウインドによるレーザービ
ーム（２３）の反射及び透過によりレーザービーム（２
３）の減衰が発生する。さらに、このウインドをエネル
ギー密度の高い集光されたレーザービーム（２３）が透
過するため、ウインドが吸収するエネルギーでウインド
が熱膨脹してレンズ効果を生じ、やはりレーザービーム
（２３）の焦点位置（２２）に変動を与えるという問題
が生じる。
３）が透過可能で、ガスの圧力に耐えるウインドを設け
れば、前記集光レンズ（２９）のガス圧による変形は押
さえられるが、この場合にはウインドによるレーザービ
ーム（２３）の反射及び透過によりレーザービーム（２
３）の減衰が発生する。さらに、このウインドをエネル
ギー密度の高い集光されたレーザービーム（２３）が透
過するため、ウインドが吸収するエネルギーでウインド
が熱膨脹してレンズ効果を生じ、やはりレーザービーム
（２３）の焦点位置（２２）に変動を与えるという問題
が生じる。
【０００７】また図７に示した上述の従来技術において
は、予熱用のレーザービーム（２３）は、その軸線（２
３’）が前記ノズル（２０）の縦軸（２０”）に対して
切断進行方向（２８）において、楕円形のビームスポッ
トとして被加工物表面（１１）に照射されるので、予熱
用のレーザービーム（２３）の照射位置を切断進行方向
（２８）の変化に合わせて移動制御させる必要がある。
は、予熱用のレーザービーム（２３）は、その軸線（２
３’）が前記ノズル（２０）の縦軸（２０”）に対して
切断進行方向（２８）において、楕円形のビームスポッ
トとして被加工物表面（１１）に照射されるので、予熱
用のレーザービーム（２３）の照射位置を切断進行方向
（２８）の変化に合わせて移動制御させる必要がある。
【０００８】本発明は上述の如き問題点に鑑みてなされ
たものであり、切断加工部の全周にほぼ円環状の予熱領
域を形成可能なレーザービームを集光する光学系を設け
る共に、予熱領域に噴射する酸素ガスの圧力が前記光学
系に及ばない様に設け、任意の方向に対して精度の高い
切断が可能なレーザー加工装置の加工ヘッドを提供する
ことである。
たものであり、切断加工部の全周にほぼ円環状の予熱領
域を形成可能なレーザービームを集光する光学系を設け
る共に、予熱領域に噴射する酸素ガスの圧力が前記光学
系に及ばない様に設け、任意の方向に対して精度の高い
切断が可能なレーザー加工装置の加工ヘッドを提供する
ことである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載のレーザー加工装置の加工ヘッド
は、レーザー加工装置の加工ヘッドに対して相対的に移
動する金属材料の表面を融解温度以下の発火燃焼温度ま
で予熱し、酸素ガスのジェットを前記温度に予熱された
予熱領域に噴射して前記金属材料を切断する装置におい
て、前記加工ヘッドのハウジング内部に導入されたレー
ザービームを該レーザービームの光軸中心において反射
する円錐状の反射鏡を前記ハウジング内に設け、該反射
鏡からの反射光を金属材料の表面の上方位置に収束可能
な円環状の凹面鏡を前記反射鏡に対向させて設け、該凹
面鏡からのレーザービームが通過可能な複数のレーザー
ビーム通過孔を前記ハウジング底部に設けると共に、該
ハウジング底部に前記レーザービームの光軸中心と同軸
に酸素ガスのジェットを噴射可能なガスジェット噴射ノ
ズルを設けたことを特徴とするものである。
に、請求項１に記載のレーザー加工装置の加工ヘッド
は、レーザー加工装置の加工ヘッドに対して相対的に移
動する金属材料の表面を融解温度以下の発火燃焼温度ま
で予熱し、酸素ガスのジェットを前記温度に予熱された
予熱領域に噴射して前記金属材料を切断する装置におい
て、前記加工ヘッドのハウジング内部に導入されたレー
ザービームを該レーザービームの光軸中心において反射
する円錐状の反射鏡を前記ハウジング内に設け、該反射
鏡からの反射光を金属材料の表面の上方位置に収束可能
な円環状の凹面鏡を前記反射鏡に対向させて設け、該凹
面鏡からのレーザービームが通過可能な複数のレーザー
ビーム通過孔を前記ハウジング底部に設けると共に、該
ハウジング底部に前記レーザービームの光軸中心と同軸
に酸素ガスのジェットを噴射可能なガスジェット噴射ノ
ズルを設けたことを特徴とするものである。
【００１０】請求項２に記載のレーザー加工装置の加工
ヘッドは、請求項１に記載のレーザー加工装置の加工ヘ
ッドにおいて、前記円環状の凹面鏡を複数に分割して設
け、該複数に分割して設けた凹面鏡から反射されるレー
ザービームの位置に合わせてレーザービーム通過孔を前
記ハウジング底部に設けると共に、前記複数の円環状の
凹面鏡を支承するハウジングに該ハウジングを冷却する
冷却手段を設けたことを特徴とするものである。
ヘッドは、請求項１に記載のレーザー加工装置の加工ヘ
ッドにおいて、前記円環状の凹面鏡を複数に分割して設
け、該複数に分割して設けた凹面鏡から反射されるレー
ザービームの位置に合わせてレーザービーム通過孔を前
記ハウジング底部に設けると共に、前記複数の円環状の
凹面鏡を支承するハウジングに該ハウジングを冷却する
冷却手段を設けたことを特徴とするものである。
【００１１】請求項３に記載のレーザー加工装置の加工
ヘッドは、請求項１または請求項２に記載のレーザー加
工装置の加工ヘッドにおいて、前記ガスジェット噴射ノ
ズルにつながるガスチャンバーを前記ハウジング内部に
設けたことを特徴とするものである。
ヘッドは、請求項１または請求項２に記載のレーザー加
工装置の加工ヘッドにおいて、前記ガスジェット噴射ノ
ズルにつながるガスチャンバーを前記ハウジング内部に
設けたことを特徴とするものである。
【００１２】
【作用】請求項１の如きレーザー加工装置の加工ヘッド
とすることにより、切断加工部の全周にほぼ円環状の予
熱領域を形成することが可能であり、予熱領域に噴射す
る酸素ガスの圧力が前記光学系に及ばない。
とすることにより、切断加工部の全周にほぼ円環状の予
熱領域を形成することが可能であり、予熱領域に噴射す
る酸素ガスの圧力が前記光学系に及ばない。
【００１３】請求項２の如きレーザー加工装置の加工ヘ
ッドとすることにより、凹面鏡の一部が破損した場合、
破損した凹面鏡のみを交換することができる。また凹面
鏡が取付けられていない部分のハウジングが吸収した熱
を速やかに除去することができる。
ッドとすることにより、凹面鏡の一部が破損した場合、
破損した凹面鏡のみを交換することができる。また凹面
鏡が取付けられていない部分のハウジングが吸収した熱
を速やかに除去することができる。
【００１４】請求項３の如きレーザー加工装置の加工ヘ
ッドとすることにより、ガスジェット噴射ノズルから噴
射されるガスの圧力変動を少なくするができる。
ッドとすることにより、ガスジェット噴射ノズルから噴
射されるガスの圧力変動を少なくするができる。
【００１５】
【実施例】次に本発明に係わるレーザー加工装置の加工
ヘッドの実施例について図面を参照しながら説明する。
図１はレーザー加工装置の加工ヘッドの実施例の縦断面
図を示したものであり図２はこの加工ヘッドの斜視図で
ある。
ヘッドの実施例について図面を参照しながら説明する。
図１はレーザー加工装置の加工ヘッドの実施例の縦断面
図を示したものであり図２はこの加工ヘッドの斜視図で
ある。
【００１６】さて、図１及び図２を参照するに、加工ヘ
ッド１のハウジング３は底部５を備えた中空の円筒形状
に形成してあり、このハウジング３の底部５にはこのハ
ウジング内部に導入されたレーザービーム７をその光軸
中心において反射する円錐状の反射鏡９が設けてある。
ッド１のハウジング３は底部５を備えた中空の円筒形状
に形成してあり、このハウジング３の底部５にはこのハ
ウジング内部に導入されたレーザービーム７をその光軸
中心において反射する円錐状の反射鏡９が設けてある。
【００１７】また、上記反射鏡９からの反射光を被加工
材となる金属材料１１の表面１３の上方位置ｄに収束可
能な円環状の凹面鏡１５を前記反射鏡９に対向させて設
けてある。そして、この円環状の凹面鏡１５で反射され
たレーザービーム７’が通過可能な複数のレーザービー
ム通過孔１７を前記ハウジング３の底部５に設けてあ
る。
材となる金属材料１１の表面１３の上方位置ｄに収束可
能な円環状の凹面鏡１５を前記反射鏡９に対向させて設
けてある。そして、この円環状の凹面鏡１５で反射され
たレーザービーム７’が通過可能な複数のレーザービー
ム通過孔１７を前記ハウジング３の底部５に設けてあ
る。
【００１８】さらに、ハウジング３の底部５には前記レ
ーザービーム７の光軸中心１９と同軸に酸素ガス２１の
ジェット２３を噴射可能なガスジェット噴射ノズル２５
を設けてある。このガスジェット噴射ノズル２５が設て
ある前記ハウジング３の底部５には、酸素ガス２１のガ
ス供給管路２７につながるガスチャンバー２９が設けて
ある。
ーザービーム７の光軸中心１９と同軸に酸素ガス２１の
ジェット２３を噴射可能なガスジェット噴射ノズル２５
を設けてある。このガスジェット噴射ノズル２５が設て
ある前記ハウジング３の底部５には、酸素ガス２１のガ
ス供給管路２７につながるガスチャンバー２９が設けて
ある。
【００１９】また、前記円環状の凹面鏡１５が設けられ
ているハウジング３の筒部分には、ハウジング３を冷却
するための環状の冷却液流路３１を設けてある。この環
状の冷却液流路３１に冷却液を供給する冷却液供給口３
３と冷却液を排出する冷却液排出口３５とが適宜な位置
に設けてある。
ているハウジング３の筒部分には、ハウジング３を冷却
するための環状の冷却液流路３１を設けてある。この環
状の冷却液流路３１に冷却液を供給する冷却液供給口３
３と冷却液を排出する冷却液排出口３５とが適宜な位置
に設けてある。
【００２０】上記構成において、図示省略のレーザー光
源からハウジング３の内部に導入されたレーザービーム
７は、このレーザービーム７の光軸中心に設けた円錐状
の反射鏡９により、その周囲に設けた円環状の凹面鏡１
５に反射される。そして、この凹面鏡１５により再度反
射されたレーザービーム７’はハウジング３の底部５に
設けた複数のレーザービーム通過孔１７を通過して被加
工材となる金属材料１１の表面１３に照射されることに
なる。このとき前記凹面鏡１５の焦点を前記金属材料１
１の表面１３の上方位置ｄに収束する様に設けてあるの
で、この金属材料１１の表面１３にレーザービーム７’
がほぼ円環状に拡散した予熱領域３７が形成されること
になる。
源からハウジング３の内部に導入されたレーザービーム
７は、このレーザービーム７の光軸中心に設けた円錐状
の反射鏡９により、その周囲に設けた円環状の凹面鏡１
５に反射される。そして、この凹面鏡１５により再度反
射されたレーザービーム７’はハウジング３の底部５に
設けた複数のレーザービーム通過孔１７を通過して被加
工材となる金属材料１１の表面１３に照射されることに
なる。このとき前記凹面鏡１５の焦点を前記金属材料１
１の表面１３の上方位置ｄに収束する様に設けてあるの
で、この金属材料１１の表面１３にレーザービーム７’
がほぼ円環状に拡散した予熱領域３７が形成されること
になる。
【００２１】そして、被加工材となる金属材料１１の表
面１３の予熱領域３７はレーザービーム７’により、そ
の金属材料の融解温度以下の発火燃焼温度まで予熱され
ることになる。例えば冷間圧延鋼板のＳＰＣの場合、発
火燃焼温度は約１，２００℃であり、金属材料１１の表
面１３の予熱領域３７への入力エネルギーを４〜５ｋＷ
程度にすれば、深さ０．５ｍｍ程度までを数秒以内で
１，２００℃に予熱することが可能である。
面１３の予熱領域３７はレーザービーム７’により、そ
の金属材料の融解温度以下の発火燃焼温度まで予熱され
ることになる。例えば冷間圧延鋼板のＳＰＣの場合、発
火燃焼温度は約１，２００℃であり、金属材料１１の表
面１３の予熱領域３７への入力エネルギーを４〜５ｋＷ
程度にすれば、深さ０．５ｍｍ程度までを数秒以内で
１，２００℃に予熱することが可能である。
【００２２】或いは、出力数ｋＷのレーザーを用いる場
合でも、材質に応じて材料表面で６Ｗ／ｍｍ2 〜９０Ｗ
／ｍｍ2 のパワー密度を有するように、レーザーの焦点
位置からの焦点はずし量を選ぶことによって、上記の条
件に予熱することができる。なお従来の１つのレーザー
光で行った場合の実験では、同パワー密度は３０Ｗ／ｍ
ｍ2 程度であった。
合でも、材質に応じて材料表面で６Ｗ／ｍｍ2 〜９０Ｗ
／ｍｍ2 のパワー密度を有するように、レーザーの焦点
位置からの焦点はずし量を選ぶことによって、上記の条
件に予熱することができる。なお従来の１つのレーザー
光で行った場合の実験では、同パワー密度は３０Ｗ／ｍ
ｍ2 程度であった。
【００２３】上述の様に金属材料１１の表面１３の予熱
領域３７を、その金属材料の融解温度以下の発火燃焼温
度まで予熱すると同時に、圧力４〜２０Ｂａｒ（約０．
４ＭＰａ〜２ＭＰａ）の酸素ガスを噴射ノズル２５から
金属材料１１の表面１３の切断加工部３９に噴射させな
がら金属材料１１を加工ヘッドに対して相対的に移動さ
せることにより被加工材となる金属材料１１を任意の方
向に切断することが可能である。
領域３７を、その金属材料の融解温度以下の発火燃焼温
度まで予熱すると同時に、圧力４〜２０Ｂａｒ（約０．
４ＭＰａ〜２ＭＰａ）の酸素ガスを噴射ノズル２５から
金属材料１１の表面１３の切断加工部３９に噴射させな
がら金属材料１１を加工ヘッドに対して相対的に移動さ
せることにより被加工材となる金属材料１１を任意の方
向に切断することが可能である。
【００２４】なお、前記ガスジェット噴射ノズル２５の
近傍に設けた前記ガスチャンバー２９には、ガスジェッ
ト噴射ノズル２５での消費量より多い量の酸素ガスが常
に供給され加圧貯留してある。そのため、設定された圧
力に対して圧力変動がほとんどない安定した圧力の酸素
ガスを噴射することができる。
近傍に設けた前記ガスチャンバー２９には、ガスジェッ
ト噴射ノズル２５での消費量より多い量の酸素ガスが常
に供給され加圧貯留してある。そのため、設定された圧
力に対して圧力変動がほとんどない安定した圧力の酸素
ガスを噴射することができる。
【００２５】また、前記円錐状の反射鏡９の頂角は９０
度であるが、使用するレーザービーム７の直径の大小に
よて適宜な頂角を選択することが可能である。例えば図
３は、レーザービーム７の直径が小さい場合で、頂角３
０度の反射鏡９を使用した例である。図４はレーザービ
ーム７の直径が大きい場合で、頂角１２０度の反射鏡９
を使用した例である。なお、当然ながら反射鏡９の頂角
を小さくすると反射されるレーザービーム７’の幅が大
きくなり集光の仕方が短焦点レンズと相当の作用をし、
逆に反射鏡９の頂角を大きくすると反射されるレーザー
ビーム７’の幅が小さくなるので、長焦点レンズの相当
の作用をする。なお凹面鏡のサイズも反射されるレーザ
ービームの幅に合わせたものを使用することになる。
度であるが、使用するレーザービーム７の直径の大小に
よて適宜な頂角を選択することが可能である。例えば図
３は、レーザービーム７の直径が小さい場合で、頂角３
０度の反射鏡９を使用した例である。図４はレーザービ
ーム７の直径が大きい場合で、頂角１２０度の反射鏡９
を使用した例である。なお、当然ながら反射鏡９の頂角
を小さくすると反射されるレーザービーム７’の幅が大
きくなり集光の仕方が短焦点レンズと相当の作用をし、
逆に反射鏡９の頂角を大きくすると反射されるレーザー
ビーム７’の幅が小さくなるので、長焦点レンズの相当
の作用をする。なお凹面鏡のサイズも反射されるレーザ
ービームの幅に合わせたものを使用することになる。
【００２６】なおまた、前記凹面鏡１５は一体的な凹面
鏡の代わりに複数の凹面鏡に分割して設けても同一の作
用と効果を得ることが可能である。
鏡の代わりに複数の凹面鏡に分割して設けても同一の作
用と効果を得ることが可能である。
【００２７】
【発明の効果】以上の説明から理解されるように、請求
項１に記載の発明によれば、切断加工部の全周にほぼ円
環状の予熱領域を形成することが可能であり、また予熱
領域に噴射する酸素ガスの圧力が前記光学系に及ばな
い。従って金属材料を加工ヘッドに対して相対的に移動
させることにより金属材料を任意の方向に切断すること
ができると共に酸素ガスの圧力が前記光学系に及ばない
ので光学系の熱変形による予熱領域の温度の変動が生じ
にくい。
項１に記載の発明によれば、切断加工部の全周にほぼ円
環状の予熱領域を形成することが可能であり、また予熱
領域に噴射する酸素ガスの圧力が前記光学系に及ばな
い。従って金属材料を加工ヘッドに対して相対的に移動
させることにより金属材料を任意の方向に切断すること
ができると共に酸素ガスの圧力が前記光学系に及ばない
ので光学系の熱変形による予熱領域の温度の変動が生じ
にくい。
【００２８】また請求項２に記載の発明によれば、凹面
鏡の一部が破損した場合、破損した凹面鏡のみを交換で
きる利点がある。また凹面鏡が取付けられていない部分
のハウジングが吸収した熱を速やかに除去することがで
きるので、凹面鏡を分割することによる光学系に対する
熱影響を心配する必要がない。
鏡の一部が破損した場合、破損した凹面鏡のみを交換で
きる利点がある。また凹面鏡が取付けられていない部分
のハウジングが吸収した熱を速やかに除去することがで
きるので、凹面鏡を分割することによる光学系に対する
熱影響を心配する必要がない。
【００２９】請求項３に記載の発明によれば、ガスジェ
ット噴射ノズルから噴射されるガスの圧力変動を少なく
するができるので、安定した切断加工を行うことが可能
となり切断面の品質が向上する。
ット噴射ノズルから噴射されるガスの圧力変動を少なく
するができるので、安定した切断加工を行うことが可能
となり切断面の品質が向上する。
【図１】本発明に係わるレーザー加工装置の加工ヘッド
の実施例。
の実施例。
【図２】本発明に係わるレーザー加工装置の加工ヘッド
の実施例の斜視図。
の実施例の斜視図。
【図３】本発明に係わるレーザー加工装置の加工ヘッド
の実施例における円錐状の反射鏡に頂角９０度の円錐状
の反射鏡を用いた例。
の実施例における円錐状の反射鏡に頂角９０度の円錐状
の反射鏡を用いた例。
【図４】本発明に係わるレーザー加工装置の加工ヘッド
の実施例における円錐状の反射鏡に頂角１２０度の円錐
状の反射鏡を用いた例。
の実施例における円錐状の反射鏡に頂角１２０度の円錐
状の反射鏡を用いた例。
【図５】金属材料の表面の予熱領域と切断加工部との位
置関係を示した拡大図。
置関係を示した拡大図。
【図６】従来技術の実施例。
【図７】従来技術の別の実施例。
１ 加工ヘッド ３ ハウジング ５ 底部 ７，７’ レーザービーム ９ 反射鏡 １１ 金属材料 １３ 表面 １５ 凹面鏡 １７ レーザービーム通過孔 １９ 光軸中心 ２１ 酸素ガス ２３ ジェット ２５ ガスジェット噴射ノズル ２７ ガス供給管路 ２９ ガスチャンバー ３１ 冷却液流路 ３３ 冷却液供給口 ３５ 冷却液排出口 ３７ 予熱領域 ３９ 切断加工部
Claims (3)
- 【請求項１】 レーザー加工装置の加工ヘッドに対して
相対的に移動する金属材料の表面を該金属材料の融解温
度以下の発火燃焼温度まで予熱し、酸素ガスのジェット
を前記温度に予熱された予熱領域に噴射して前記金属材
料を切断する装置において、前記加工ヘッドのハウジン
グ内部に導入されたレーザービームを該レーザービーム
の光軸中心において反射する円錐状の反射鏡を前記ハウ
ジング内に設け、該反射鏡からの反射光を前記金属材料
の表面の上方位置に収束可能な円環状の凹面鏡を前記反
射鏡に対向させて設け、該凹面鏡からのレーザービーム
が通過可能な複数のレーザービーム通過孔を前記ハウジ
ング底部に設けると共に、該ハウジング底部に前記レー
ザービームの光軸中心と同軸に酸素ガスのジェットを噴
射可能なガスジェット噴射ノズルを設けたことを特徴と
するレーザー加工装置の加工ヘッド。 - 【請求項２】 前記円環状の凹面鏡を複数に分割して設
け、該複数に分割して設けた凹面鏡から反射されるレー
ザービームの位置に合わせてレーザービーム通過孔を前
記ハウジング底部に設けると共に、前記複数の円環状の
凹面鏡を支承するハウジングに該ハウジングを冷却する
冷却手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載のレ
ーザー加工装置の加工ヘッド。 - 【請求項３】 前記ガスジェット噴射ノズルにおいて、
ガス供給管路につながるガスチャンバーを前記ハウジン
グ底部に設けたことを特徴とする請求項１または請求項
２に記載のレーザー加工装置の加工ヘッド。
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