JPH11277288A - レーザトーチ用ノズル - Google Patents
レーザトーチ用ノズルInfo
- Publication number
- JPH11277288A JPH11277288A JP10084625A JP8462598A JPH11277288A JP H11277288 A JPH11277288 A JP H11277288A JP 10084625 A JP10084625 A JP 10084625A JP 8462598 A JP8462598 A JP 8462598A JP H11277288 A JPH11277288 A JP H11277288A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laser
- nozzle
- laser beam
- optical member
- torch
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 30
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000007664 blowing Methods 0.000 claims abstract description 5
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 8
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 claims 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 abstract 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 2
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 2
- SBIBMFFZSBJNJF-UHFFFAOYSA-N selenium;zinc Chemical compound [Se]=[Zn] SBIBMFFZSBJNJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 レーザ光の入射角度に制限されない形状で、
且つレーザ光と同軸上に１点又は複数点に同時に、アシ
ストガスを供給することを可能にするレーザトーチ用ノ
ズルを提供すること。 【解決手段】 レーザトーチのノズル１２に、該ノズル
の開口を塞ぐようにレーザ光の透過性の高い材料による
光学部材１３を設け、該光学部材には、レーザトーチ内
に導入されるアシストガス吹き付け用の貫通孔１３−１
を少なくとも１つ設けた。
且つレーザ光と同軸上に１点又は複数点に同時に、アシ
ストガスを供給することを可能にするレーザトーチ用ノ
ズルを提供すること。 【解決手段】 レーザトーチのノズル１２に、該ノズル
の開口を塞ぐようにレーザ光の透過性の高い材料による
光学部材１３を設け、該光学部材には、レーザトーチ内
に導入されるアシストガス吹き付け用の貫通孔１３−１
を少なくとも１つ設けた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、集光レンズのよう
な光学レンズ系を内蔵した筒状のレーザトーチの先端か
らレーザ光をワークに照射してレーザ加工を行うレーザ
加工装置に関し、特にレーザトーチの改良に関する。
な光学レンズ系を内蔵した筒状のレーザトーチの先端か
らレーザ光をワークに照射してレーザ加工を行うレーザ
加工装置に関し、特にレーザトーチの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】図４を参照して、レーザ加工装置の一例
として、ガルバノスキャナを用いてレーザビームをＸ軸
方向、Ｙ軸方向に振らせることでワークの多点を加工す
るレーザ加工装置について説明する。レーザ発振器４１
から出力されたレーザビームを、エキスパンダ４３、ミ
ラー４４を経由させてマスク４５に導く。マスク４５を
通過したパルス状のレーザ光はミラー４７により下方に
反射される。ミラー４７で反射されたレーザ光は、第１
のガルバノミラー４８、第２のガルバノミラー４９によ
りＸ方向、Ｙ方向に振られる。レーザ光はｆθレンズ５
０を通してワーク５１上に設定された加工領域５２を照
射するように振られる。
として、ガルバノスキャナを用いてレーザビームをＸ軸
方向、Ｙ軸方向に振らせることでワークの多点を加工す
るレーザ加工装置について説明する。レーザ発振器４１
から出力されたレーザビームを、エキスパンダ４３、ミ
ラー４４を経由させてマスク４５に導く。マスク４５を
通過したパルス状のレーザ光はミラー４７により下方に
反射される。ミラー４７で反射されたレーザ光は、第１
のガルバノミラー４８、第２のガルバノミラー４９によ
りＸ方向、Ｙ方向に振られる。レーザ光はｆθレンズ５
０を通してワーク５１上に設定された加工領域５２を照
射するように振られる。
【０００３】なお、ワーク５１はＸ−Ｙステージ５３上
に載置されているが、ここではＸ−Ｙステージ５３の駆
動系についての図示、説明は省略する。また、ミラー４
７の上方には、レンズ５４、ＣＣＤカメラ５５によりワ
ーク５１の位置決めを行うアライメント系が設けられて
いるが、これも説明は省略する。
に載置されているが、ここではＸ−Ｙステージ５３の駆
動系についての図示、説明は省略する。また、ミラー４
７の上方には、レンズ５４、ＣＣＤカメラ５５によりワ
ーク５１の位置決めを行うアライメント系が設けられて
いるが、これも説明は省略する。
【０００４】通常、第１、第２のガルバノミラー４８、
４９やｆθレンズ５０は筒状のケーシングに収容され、
レーザトーチとして構成されている。また、ｆθレンズ
５０は、周知のように、集光レンズやその他の複数のレ
ンズを組合せて成るものであり、図４では１枚のレンズ
で代表して示している。
４９やｆθレンズ５０は筒状のケーシングに収容され、
レーザトーチとして構成されている。また、ｆθレンズ
５０は、周知のように、集光レンズやその他の複数のレ
ンズを組合せて成るものであり、図４では１枚のレンズ
で代表して示している。
【０００５】図５は、レーザ加工装置のうち、レーザ光
を１点に照射して加工するレーザ加工装置におけるレー
ザトーチの一部、特にノズルと呼ばれる先端部を示して
いる。レーザ光を１点に照射して加工する場合には、ｆ
θレンズを使用する必要は無く、集光レンズのみを用い
る。筒状のケーシング６０の下部に集光レンズ６１を保
持するためのレンズホルダ機構６２が組み込まれてい
る。集光レンズ６１の下側において、ガラスホルダ６３
により保持された保護ガラス６４によりトーチ内部が保
護される。これは、レーザ加工中に生ずる塵埃やガス成
分がトーチ内部に侵入しないようにするためである。保
護ガラス６４の下側にはアシストガス導入ポート６５が
設けられている。ケーシング６０の先端部にはノズルス
リーブ６６が設けられ、このノズルスリーブ６６にノズ
ル６７が取り付けられる。ノズルスリーブ６６は、集光
レンズ６１の焦点距離に応じて交換される。
を１点に照射して加工するレーザ加工装置におけるレー
ザトーチの一部、特にノズルと呼ばれる先端部を示して
いる。レーザ光を１点に照射して加工する場合には、ｆ
θレンズを使用する必要は無く、集光レンズのみを用い
る。筒状のケーシング６０の下部に集光レンズ６１を保
持するためのレンズホルダ機構６２が組み込まれてい
る。集光レンズ６１の下側において、ガラスホルダ６３
により保持された保護ガラス６４によりトーチ内部が保
護される。これは、レーザ加工中に生ずる塵埃やガス成
分がトーチ内部に侵入しないようにするためである。保
護ガラス６４の下側にはアシストガス導入ポート６５が
設けられている。ケーシング６０の先端部にはノズルス
リーブ６６が設けられ、このノズルスリーブ６６にノズ
ル６７が取り付けられる。ノズルスリーブ６６は、集光
レンズ６１の焦点距離に応じて交換される。
【０００６】図５から明らかなように、レーザを１点に
照射して加工するレーザ加工装置で使用されるノズル６
７は、図４で説明したようなレーザ加工装置とは異な
り、集光レンズ６１からレーザ加工点までの空間内に、
レーザ光束の集光形状に合わせたコーン状のものが採用
される。このコーン状のノズル６７は、材質に金属（ア
ルミや銅）又はテフロンが使用されている。これら金属
やテフロンは、使用する波長のレーザ光を透過せず、反
射又は吸収する作用がある。
照射して加工するレーザ加工装置で使用されるノズル６
７は、図４で説明したようなレーザ加工装置とは異な
り、集光レンズ６１からレーザ加工点までの空間内に、
レーザ光束の集光形状に合わせたコーン状のものが採用
される。このコーン状のノズル６７は、材質に金属（ア
ルミや銅）又はテフロンが使用されている。これら金属
やテフロンは、使用する波長のレーザ光を透過せず、反
射又は吸収する作用がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】このようなコーン状の
ノズルは、図４に示されるようなレーザトーチのノズル
としては使用できない。これは、ガルバノスキャナを使
用した場合、レーザ光が複数個所に振られるので、レー
ザ光がコーン状のノズルの内壁に当たってしまうからで
ある。このため、ノズルは筒状にせざるを得ず、この場
合、ノズル内に導入されたアシストガスが拡散してしま
い、レーザ加工点にうまく作用しないという問題点があ
る。
ノズルは、図４に示されるようなレーザトーチのノズル
としては使用できない。これは、ガルバノスキャナを使
用した場合、レーザ光が複数個所に振られるので、レー
ザ光がコーン状のノズルの内壁に当たってしまうからで
ある。このため、ノズルは筒状にせざるを得ず、この場
合、ノズル内に導入されたアシストガスが拡散してしま
い、レーザ加工点にうまく作用しないという問題点があ
る。
【０００８】そこで、本発明の課題は、レーザ光の照射
位置に制限されない形状で、且つレーザ光と同軸上に１
点又は複数点に同時に、アシストガスを供給することを
可能にするレーザトーチ用ノズルを提供することにあ
る。
位置に制限されない形状で、且つレーザ光と同軸上に１
点又は複数点に同時に、アシストガスを供給することを
可能にするレーザトーチ用ノズルを提供することにあ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、光学レ
ンズ系を内蔵した筒状のレーザトーチの先端からレーザ
光をワークに照射してレーザ加工を行うレーザ加工装置
において、前記レーザトーチの先端部を構成しているノ
ズルに、該ノズルの開口を塞ぐように前記レーザ光の透
過性の高い材料による光学部材を設け、該光学部材に
は、前記レーザトーチ内に導入されるアシストガス吹き
付け用の貫通孔を少なくとも１つ設けたことを特徴とす
るレーザトーチ用ノズルが提供される。
ンズ系を内蔵した筒状のレーザトーチの先端からレーザ
光をワークに照射してレーザ加工を行うレーザ加工装置
において、前記レーザトーチの先端部を構成しているノ
ズルに、該ノズルの開口を塞ぐように前記レーザ光の透
過性の高い材料による光学部材を設け、該光学部材に
は、前記レーザトーチ内に導入されるアシストガス吹き
付け用の貫通孔を少なくとも１つ設けたことを特徴とす
るレーザトーチ用ノズルが提供される。
【００１０】なお、前記レーザ光を振らせて前記ワーク
のあらかじめ定められた複数個所に照射するガルバノス
キャナを備えたレーザ加工装置の場合には、前記光学部
材には、前記ワークのあらかじめ定められた複数個所に
対応する個所に複数の前記貫通孔を設けることを特徴と
する。
のあらかじめ定められた複数個所に照射するガルバノス
キャナを備えたレーザ加工装置の場合には、前記光学部
材には、前記ワークのあらかじめ定められた複数個所に
対応する個所に複数の前記貫通孔を設けることを特徴と
する。
【００１１】
【作用】本発明では、レーザトーチ先端部の光学部材の
材質に、使用する波長のレーザ光を透過する材質を採用
するため、レーザ光束と同軸上に１点又は多点同時にア
シストガスを供給する場合にも、レーザ光束の照射位置
に制約されないノズルを構成することができる。
材質に、使用する波長のレーザ光を透過する材質を採用
するため、レーザ光束と同軸上に１点又は多点同時にア
シストガスを供給する場合にも、レーザ光束の照射位置
に制約されないノズルを構成することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】図１は本発明によるレーザトーチ
用ノズルの第１の実施の形態を示し、レーザ光軸と同軸
上に多点同時にアシストガスを供給する例を示してい
る。レーザトーチの先端部には、ｆθレンズ１０を収容
しているレンズホルダ機構１１がある。レンズホルダ機
構１１の先端部には更に、円筒状のノズル１２が設けら
れ、このノズル１２を塞ぐように円柱状の光学部材１３
が設けられている。光学部材１３は、レーザ加工点付近
まで延び、使用する波長のレーザ光を透過する材質で構
成されている。具体的には、波長１．０６μｍのＹＡＧ
レーザ光を使用する場合には、光学部材１３は透明体と
なる合成石英又はＢＫ−７などのガラス材質を用いる。
波長９．３μｍ又は１０．６μｍのＣＯ2 レーザ光を使
用する場合には、ＺｎＳｅ（ジンクセレン）を用いる。
また、波長３５５ｎｍや２４６ｎｍの紫外レーザ光を使
用する場合には、合成石英を用いる。一方、ノズル１２
は材質に金属（アルミや銅）が使用され、側面にはアシ
ストガスの供給口１４が設けられている。
用ノズルの第１の実施の形態を示し、レーザ光軸と同軸
上に多点同時にアシストガスを供給する例を示してい
る。レーザトーチの先端部には、ｆθレンズ１０を収容
しているレンズホルダ機構１１がある。レンズホルダ機
構１１の先端部には更に、円筒状のノズル１２が設けら
れ、このノズル１２を塞ぐように円柱状の光学部材１３
が設けられている。光学部材１３は、レーザ加工点付近
まで延び、使用する波長のレーザ光を透過する材質で構
成されている。具体的には、波長１．０６μｍのＹＡＧ
レーザ光を使用する場合には、光学部材１３は透明体と
なる合成石英又はＢＫ−７などのガラス材質を用いる。
波長９．３μｍ又は１０．６μｍのＣＯ2 レーザ光を使
用する場合には、ＺｎＳｅ（ジンクセレン）を用いる。
また、波長３５５ｎｍや２４６ｎｍの紫外レーザ光を使
用する場合には、合成石英を用いる。一方、ノズル１２
は材質に金属（アルミや銅）が使用され、側面にはアシ
ストガスの供給口１４が設けられている。
【００１３】本形態は、図４で説明したようなレーザ加
工装置を対象としており、レーザ加工点があらかじめ定
められた多点位置であるので、図２に示すように、光学
部材１３にはレーザ光の照射点に対応させて、アシスト
ガス吹き付け用の貫通孔１３−１が複数個（ここでは３
個）設けられる。これらの貫通孔１３−１は、レーザ光
の集光形状に制約されることなく決めることができる。
すなわち、従来のコーン状のノズルではレーザ光の集光
形状に制限された開口が必要であった。しかし、本形態
ではレーザ集光形状より貫通孔１３−１の径が小さくて
も、光学部材１３は使用する波長のレーザ光に対して透
過性があるため、円柱形状のものにアシストガス供給用
の多点の貫通孔１３−１を設けた構造のもので良い。
工装置を対象としており、レーザ加工点があらかじめ定
められた多点位置であるので、図２に示すように、光学
部材１３にはレーザ光の照射点に対応させて、アシスト
ガス吹き付け用の貫通孔１３−１が複数個（ここでは３
個）設けられる。これらの貫通孔１３−１は、レーザ光
の集光形状に制約されることなく決めることができる。
すなわち、従来のコーン状のノズルではレーザ光の集光
形状に制限された開口が必要であった。しかし、本形態
ではレーザ集光形状より貫通孔１３−１の径が小さくて
も、光学部材１３は使用する波長のレーザ光に対して透
過性があるため、円柱形状のものにアシストガス供給用
の多点の貫通孔１３−１を設けた構造のもので良い。
【００１４】なお、貫通孔１３−１の数や位置は、あら
かじめ定められるレーザ加工点に応じて設定される。ま
た、図１では図示を省略しているが、ｆθレンズ１０の
下側には、図５で説明したような保護ガラスが設けられ
る。
かじめ定められるレーザ加工点に応じて設定される。ま
た、図１では図示を省略しているが、ｆθレンズ１０の
下側には、図５で説明したような保護ガラスが設けられ
る。
【００１５】図３は、本発明の第２の実施の形態を示
し、レーザ加工装置のうち、レーザ光を１点に照射して
加工するレーザ加工装置におけるノズルを示している。
この形態では、集光レンズ２０を保持しているレンズホ
ルダ機構２１の先端部にノズル２２が設けられる。ノズ
ル２２は、中央部に貫通穴２２−１を有し、この貫通穴
２２−１を塞ぐように光学部材２３が設けられる。光学
部材２３はその中心軸に沿うように貫通孔２３−１を有
している。光学部材２３は、図１で説明した光学部材１
３と同様の材料が用いられる。また、ノズル２２には、
アシストガスの供給口２４が設けられている。
し、レーザ加工装置のうち、レーザ光を１点に照射して
加工するレーザ加工装置におけるノズルを示している。
この形態では、集光レンズ２０を保持しているレンズホ
ルダ機構２１の先端部にノズル２２が設けられる。ノズ
ル２２は、中央部に貫通穴２２−１を有し、この貫通穴
２２−１を塞ぐように光学部材２３が設けられる。光学
部材２３はその中心軸に沿うように貫通孔２３−１を有
している。光学部材２３は、図１で説明した光学部材１
３と同様の材料が用いられる。また、ノズル２２には、
アシストガスの供給口２４が設けられている。
【００１６】この形態では、光学部材２３の径及び長さ
をレーザ光の波長に応じて設定することにより、光ファ
イバ的なレーザ光の導波路として使用できる。
をレーザ光の波長に応じて設定することにより、光ファ
イバ的なレーザ光の導波路として使用できる。
【００１７】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば簡単な構造で、レーザ光と同軸上に同時に多点のアシ
ストガスを供給できるようなノズルを提供できる。
ば簡単な構造で、レーザ光と同軸上に同時に多点のアシ
ストガスを供給できるようなノズルを提供できる。
【図１】本発明の第１の実施の形態によるレーザトーチ
用ノズルの縦断面図である。
用ノズルの縦断面図である。
【図２】図１に示された光学部材の斜視図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態によるレーザトーチ
用ノズルの縦断面図である。
用ノズルの縦断面図である。
【図４】本発明が適用されるレーザ加工装置の一例を説
明するための構成図である。
明するための構成図である。
【図５】従来のレーザトーチ用ノズルの一例の縦断面図
である。
である。
１０ ｆθレンズ １１、２１ レンズホルダ機構 １２、２２ ノズル １３、２３ 光学部材 １４、２４ アシストガスの供給口 ２０ 集光レンズ
Claims (2)
- 【請求項１】 光学レンズ系を内蔵した筒状のレーザト
ーチの先端からレーザ光をワークに照射してレーザ加工
を行うレーザ加工装置において、前記レーザトーチの先
端部を構成しているノズルに、該ノズルの開口を塞ぐよ
うに前記レーザ光の透過性の高い材料による光学部材を
設け、該光学部材には、前記レーザトーチ内に導入され
るアシストガス吹き付け用の貫通孔を少なくとも１つ設
けたことを特徴とするレーザトーチ用ノズル。 - 【請求項２】 請求項１記載のレーザトーチ用ノズルに
おいて、前記レーザ光を振らせて前記ワークのあらかじ
め定められた複数個所に照射するガルバノスキャナを備
え、前記光学部材には、前記ワークのあらかじめ定めら
れた複数個所に対応する個所に複数の前記貫通孔を設け
ることを特徴とするレーザトーチ用ノズル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10084625A JPH11277288A (ja) | 1998-03-30 | 1998-03-30 | レーザトーチ用ノズル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10084625A JPH11277288A (ja) | 1998-03-30 | 1998-03-30 | レーザトーチ用ノズル |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11277288A true JPH11277288A (ja) | 1999-10-12 |
Family
ID=13835867
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10084625A Withdrawn JPH11277288A (ja) | 1998-03-30 | 1998-03-30 | レーザトーチ用ノズル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11277288A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6667459B1 (en) | 2000-11-21 | 2003-12-23 | Hypertherm, Inc. | Configurable nozzle baffle apparatus and method |
-
1998
- 1998-03-30 JP JP10084625A patent/JPH11277288A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6667459B1 (en) | 2000-11-21 | 2003-12-23 | Hypertherm, Inc. | Configurable nozzle baffle apparatus and method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4749840A (en) | Intense laser irradiation using reflective optics | |
| KR19980086495A (ko) | 다수의 갈바노스캐너를 사용한 레이저 빔 기계가공 장치 | |
| WO2010079658A1 (ja) | レーザ加工装置 | |
| WO2012140797A1 (ja) | レーザ加工装置及びレーザ加工システム | |
| RU2001121681A (ru) | Устройство для элементного анализа путем спектрометрии оптической эмиссии на плазме, полученной с помощью лазера | |
| JP2003225786A (ja) | レーザー加工ユニット及び該レーザー加工ユニットを備えた加工装置 | |
| CN214264347U (zh) | 一种激光旋转切割精密切割头 | |
| JP3853499B2 (ja) | レーザー加工装置 | |
| KR20010040140A (ko) | 레이저 가공 장치 및 레이저 가공 방법 | |
| JPH0732183A (ja) | Ｃｏ２レーザ加工装置 | |
| JP3587805B2 (ja) | レーザ加工装置 | |
| JPH11277288A (ja) | レーザトーチ用ノズル | |
| JP7221300B2 (ja) | レーザ加工装置及び被加工物の加工方法 | |
| JPH11309594A (ja) | レーザ加工装置およびその加工部品 | |
| JP3040720B2 (ja) | レーザー加工ヘッド及びレーザー加工方法 | |
| JP5302788B2 (ja) | レーザ加工装置 | |
| JP2003266189A (ja) | 溶接装置、溶接方法、および溶接された被溶接物を有する物品の製造方法 | |
| JP2003340577A (ja) | レーザ加工装置 | |
| KR101057458B1 (ko) | 드릴링 장치 및 드릴링 방법 | |
| JP2000202676A (ja) | レ―ザ加工ヘッド | |
| JP3385504B2 (ja) | レーザ加工装置、及びレーザ加工装置による照射方法 | |
| JP3177775B2 (ja) | 光合成方法及び合成出射光学系 | |
| JPH09122950A (ja) | 複合溶接ヘッド | |
| KR0181352B1 (ko) | 레이저 가공장치 | |
| KR102042992B1 (ko) | 레이저 광학계 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20050607 |