JPH11788A - レーザ加工方法およびこの加工方法に用いるレーザ加工機のノズル - Google Patents

レーザ加工方法およびこの加工方法に用いるレーザ加工機のノズル

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JPH11788A
JPH11788A JP9109696A JP10969697A JPH11788A JP H11788 A JPH11788 A JP H11788A JP 9109696 A JP9109696 A JP 9109696A JP 10969697 A JP10969697 A JP 10969697A JP H11788 A JPH11788 A JP H11788A
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JP
Japan
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nozzle
laser beam
laser processing
laser
hole
Prior art date
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Abandoned
Application number
JP9109696A
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English (en)
Inventor
Akihiko Sugiyama
明彦 杉山
Fumio Iida
文雄 飯田
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Amada Co Ltd
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Amada Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH11788A publication Critical patent/JPH11788A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ガス使用量を節約すると共に切断開始時の安
定性の向上を図るべく溶融金属を任意の方向に吹き飛ば
すことのできるレーザ加工方法およびこの加工方法に用
いるレーザ加工機のノズルを提供する。 【解決手段】 偏心した穴17を有するノズル1を回転
・割出し機構13によりレーザ光LBを回転軸として回
転制御して、レーザ光LBの切断方向前側にある穴17
の面積と切断方向後側にある穴17の面積を調整する。
これにより、レーザ光LBの切断方向前側におけるアシ
ストガスの噴出量と、切断方向後側におけるアシストガ
スの噴出量を調整する。ノズル1はレーザ加工ヘッド3
に対して相対的に回転・割出し自在であってもよいし、
回転・割出し機構13によりレーザ加工ヘッド3を回転
・割り出しすることにより、レーザ加工ヘッド3の先端
に固定されているノズル1の回転・割出しをするように
してもよい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明はレーザ加工方法お
よびこの加工方法に用いるレーザ加工機のノズルに係
り、さらに詳しくは、レーザ加工時におけるノズルの穴
とレーザ光との位置関係を調整するレーザ加工方法およ
びこの加工方法に用いるレーザ加工機のノズルに関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、レーザ加工機を用いて切断加
工を行う場合、レーザ光と同時にアシストガスを噴出す
る。このアシストガスは、切断時に発生する溶融金属を
吹き飛ばして除去したり、またガスの種類によっては化
学反応を起こさせてその熱を利用する役目がある。
【0003】このアシストガスは、切断内容に応じた流
量を必要とする場合があるが、現状では、アシストガス
を噴出するノズル穴の径を変更(小径または大径)する
ことで対応している。
【0004】また、ノズルの中心にレーザ光を合せてピ
アシングを行うと、ピアス穴を中心にスパッタが全方向
に均一に付着するのが一般的である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】図7を参照するに、こ
のような従来の技術にあっては、アシストガスの流量を
ノズルの穴101の径により調整するので、大きな流量
を必要とする場合には大径の穴101を有するノズルを
使用する。この時、穴101におけるレーザ光LBより
も進行方向前側からその作用に無関係な方向103にも
ガスを噴出しているためガスの使用量が大きくなってコ
ストの面で問題がある。
【0006】また、図8に示されているように、特に厚
板にピアス105を加工する場合には、スパッタSPの
付着量が大きくなるため切断開始時に切断不良を生じ易
いという問題がある。
【0007】また、図9に示されているように、レーザ
光LBによるマーキングの応用で、マーキング時より出
力を上げてV溝107加工を行おうとすると、スパッタ
SPが上面側に戻って材料表面に付着してしまい良好な
状態のV溝加工が出来ないという問題がある。
【0008】この発明の目的は、以上のような従来の技
術に着目してなされたものであり、ガス使用量を節約す
ると共に切断開始時の安定性の向上を図るべく溶融金属
を任意の方向に吹き飛ばすことのできるレーザ加工方法
およびこの加工方法に用いるレーザ加工機のノズルを提
供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項1による発明のレーザ加工方法は、レーザ
光をレーザ加工ヘッドの先端に設けられたノズルからワ
ークに照射してレーザ加工を行うレーザ加工方法におい
て、前記レーザ光の光軸から偏心させた位置に中心を有
するレーザ光照射用の穴を先端に備えた前記ノズルを前
記レーザ光の光軸を回転軸として回転・割出しして、前
記レーザ光の切断方向前側にある前記穴の面積と切断方
向後側にある前記穴の面積を制御すること、を特徴とす
るものである。
【0010】従って、レーザ加工ヘッドの先端に装着さ
れたノズルの穴からワークにレーザ光を照射してレーザ
加工を行う際に、偏心した穴を有するノズルをレーザ光
の光軸を回転軸として回転制御して、レーザ光の切断方
向前側にある穴の面積と切断方向後側にある穴の面積を
調整する。これにより、レーザ光の切断方向前側におけ
るアシストガスの噴出量と、切断方向後側におけるアシ
ストガスの噴出量を調整する。
【0011】請求項2による発明のレーザ加工機のノズ
ルは、レーザ光をレーザ加工ヘッドの先端に設けられた
ノズルからワークに照射してレーザ加工を行うレーザ加
工機のノズルであって、前記ノズルの先端において前記
レーザ光の光軸から偏心した位置に設けられたレーザ光
照射用の穴と、前記レーザ光の光路を回転軸として前記
ノズルを回転・割り出しする回転・割出し機構と、を備
えてなることを特徴とするものである。
【0012】従って、レーザ加工ヘッドの先端に装着さ
れたノズルの穴からワークにレーザ光を照射してレーザ
加工を行う際に、偏心した穴を有するノズルを回転・割
出し機構によりレーザ光の光軸を回転軸として回転制御
して、レーザ光の切断方向前側にある穴の面積と切断方
向後側にある穴の面積を調整する。これにより、レーザ
光の切断方向前側におけるアシストガスの噴出量と、切
断方向後側におけるアシストガスの噴出量を調整する。
【0013】請求項3による発明のレーザ加工機のノズ
ルは、請求項2記載のノズルが、前記レーザ加工ヘッド
に対して相対的に回転・割出し自在であること、を特徴
とするものである。
【0014】従って、ノズルを回転・割出し機構により
レーザ加工ヘッドに対して相対的に回転・割出しする。
【0015】請求項4による発明のレーザ加工機のノズ
ルは、請求項2記載のノズルが、回転・割出し自在の前
記レーザ加工ヘッドの先端に固定的に設けられているこ
と、を特徴とするものである。
【0016】従って、回転・割出し機構によりレーザ加
工ヘッドを回転・割り出しすることにより、間接的にレ
ーザ加工ヘッドの先端に固定されているノズルの回転・
割出しをする。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に基づいて詳細に説明する。
【0018】図1には、この発明に係るレーザ加工機の
ノズル1を装着したレーザ加工ヘッド3が示されてい
る。このノズル1はレーザ加工ヘッド3の先端に回転自
在に設けられており、ノズル1の外周面5には帯状ギヤ
7が設けられている。
【0019】レーザ加工ヘッド3には、前記帯状ギヤ7
に噛合する平ギヤである駆動ギヤ9を回転軸11の先端
に有するモータ13が取付けられている。また、前記レ
ーザ加工ヘッド3の中心には図1中下方向に向かってレ
ーザ光LBの光軸(光路)が設けられている。
【0020】従って、モータ13が回転すると、駆動ギ
ヤ9が帯状ギヤ7を回転駆動するので、ノズル1はレー
ザ加工ヘッド3の中心であるレーザ光LBの光軸を中心
としてレーザ加工ヘッド3に対して相対的に回転する。
【0021】一方、図2を参照するに、ノズル1の先端
15に設けられている円形の穴17はレーザ加工ヘッド
3およびノズル1の中心であるレーザ光LBの光軸に対
して偏心した位置に設けられている。従って、ノズル1
が回転されると、穴17はレーザ光LBの光軸を中心と
して偏心して回転するので、レーザ光LBの前側に大径
部分LRを配して後側に小径部分SRを配したり、後側
に大径部分LRを配して前側に小径部分SRを配したり
することが自在にできる。
【0022】ここで、図3を参照するに、レーザ光LB
により溶融した金属は、穴17の中心から放射状に噴出
するアシストガスAGにより外部に吹き飛ばされるの
で、スパッタSPは小径部分SRの側に吹き飛ばされる
こととなる。
【0023】すなわち、レーザ光LBの切断方向後側に
小径部分SRを配すると、スパッタSPは切断方向後側
に吹き飛ばされる。反対に、レーザ光LBの切断方向前
側に小径部分SRを配すると、スパッタSPは切断方向
前側に吹き飛ばされることになる。
【0024】図4を参照するに、例えば切断径路TRの
方向が変化する場合を考える。この場合においては、切
断開始時には切断の安定性の観点から図5に示されてい
るように切断方向と反対方向へ溶融金属であるスパッタ
を吹き飛ばすことが好ましいので、レーザ光LBの切断
方向後側に小径部分SRがくるようにノズル1を回転・
割出しする。
【0025】そして、切断時には図4に示されているよ
うに切断部への効率の良いガス作用により、溶融金属を
吹き飛ばしてドロスフリー(良好切断)が可能となる。
またV溝加工を行なう場合には図6に示すように、進行
方向へスパッタを吹き飛ばして、溶融金属を材料表面に
付着させないためにモータ13を回転させ、駆動ギヤ9
および帯状ギヤ7を介してノズル1を回転させてレーザ
光LBの進行方向前側に穴17の小径部分SRがくるよ
うに回転・割出しする。これにより、きれいなV溝19
を形成することができる。
【0026】以上の結果から、ノズル1の穴17の中心
をレーザ光LBの照射位置からずらして、穴17の大径
部分LRと小径部分SRの方向を制御することにより、
ノズル穴17が大径の場合の効果と小径の場合の効果の
両方を得ることができる。これにより、吹き飛ばしたい
方向へスパッタSPを吹き飛ばすことが可能となるため
切断加工開始時の加工の安定性を向上させることができ
ると共に、きれいなV溝加工を行うことが可能となる。
また、アシストガスAGの量を減少させて切断加工にお
けるコストダウンを図ることができる。
【0027】なお、この発明は前述の実施の形態に限定
されることなく、適宜な変更を行なうことにより、その
他の態様で実施し得るものである。すなわち、前述の実
施の形態においては、ノズル1のみをレーザ加工ヘッド
3に対して回転・割出し自在としたが、レーザ加工ヘッ
ド3にノズル1を固定しておいてレーザ加工ヘッド3全
体をすでに公知の駆動モータと複数のギヤ機構などによ
る駆動手段で回転・割出し自在としても同様の作用・効
果を得ることができる。
【0028】また、ノズル1の回転機構としてノズル1
の外周に装着された帯状ギヤ7に歯合する駆動ギヤ9と
して平ギヤを使用したが、駆動ギヤ9をウォームギヤと
しても良い。
【0029】また、前述したような回転・割出し自在の
レーザ加工ヘッド3の先端にさらにこのレーザ加工ヘッ
ド3に対して回転・割出し自在のノズル1を設けるよう
にしてもよい。この割合には、ノズル1の回転を高速で
行うことができるという付加的効果を有する。
【0030】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1の発明に
よるレーザ加工方法では、レーザ加工ヘッドの先端に装
着されたノズルの穴からワークにレーザ光を照射してレ
ーザ加工を行う際に、偏心した穴を有するノズルをレー
ザ光の光軸を回転軸として回転制御することにより、レ
ーザ光の切断方向前側にある穴の面積と切断方向後側に
ある穴の面積を調整することができる。これにより、レ
ーザ光の切断方向前側におけるアシストガスの噴出量
と、切断方向後側におけるアシストガスの噴出量を調整
することができるので、レーザ加工時に発生する溶融金
属を所望の方向へ吹き飛ばすことが可能になると共に、
アシストガスの無駄を無くしてレーザ加工のコストダウ
ンを図ることができる。
【0031】請求項2の発明によるレーザ加工機のノズ
ルでは、レーザ加工ヘッドの先端に装着されたノズルの
穴からワークにレーザ光を照射してレーザ加工を行う際
に、偏心した穴を有するノズルを回転・割出し機構によ
りレーザ光の光軸を回転軸として回転制御して、レーザ
光の切断方向前側にある穴の面積と切断方向後側にある
穴の面積を調整することができる。これにより、レーザ
光の切断方向前側におけるアシストガスの噴出量と、切
断方向後側におけるアシストガスの噴出量を調整するこ
とができるので、レーザ加工時に発生する溶融金属を所
望の方向へ吹き飛ばすことが可能になると共に、アシス
トガスの無駄を無くしてレーザ加工のコストダウンを図
ることができる。
【0032】請求項3の発明によるレーザ加工機のノズ
ルでは、回転・割出し機構によりノズルをレーザ加工ヘ
ッドに対して相対的に回転・割出しすることができる。
【0033】請求項4の発明によるレーザ加工機のノズ
ルでは、回転・割出し機構でレーザ加工ヘッドを回転・
割り出しすることにより、レーザ加工ヘッドの先端に固
定されているノズルの回転・割出しをすることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係るレーザ加工機のノズルおよびレ
ーザ加工ヘッドを示す正面図である。
【図2】図1中II−II方向から見たノズルの先端におけ
る穴の位置を示す拡大図である。
【図3】ノズルの穴における大径部および小径部とレー
ザ光との位置関係によるスパッタの発生の状態を示す説
明図である。
【図4】切断方向が変化する場合におけるノズルの穴の
回転状態を示す平面図である。
【図5】切断開始時におけるノズルの穴とレーザ光との
関係を示す平面図である。
【図6】V溝加工時におけるノズルの穴とレーザ光との
関係を示す平面図である
【図7】従来の切断時における無駄なアシストガスを噴
出する部分を示す平面図である。
【図8】従来のピアシングから切断を開始する場合にお
ける切断不良箇所を示す平面図である。
【図9】従来のV溝加工時におけるスパッタの発生を示
す平面図である。
【符号の説明】
1 ノズル 3 レーザ加工ヘッド 13 モータ(回転・割出し機構) 17 穴 W ワーク LB レーザ光

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 レーザ光をレーザ加工ヘッドの先端に設
    けられたノズルからワークに照射してレーザ加工を行う
    レーザ加工方法において、前記レーザ光の光軸から偏心
    させた位置に中心を有するレーザ光照射用の穴を先端に
    備えた前記ノズルを前記レーザ光の光軸を回転軸として
    回転・割出しして、前記レーザ光の切断方向前側にある
    前記穴の面積と切断方向後側にある前記穴の面積を制御
    すること、を特徴とするレーザ加工方法。
  2. 【請求項2】 レーザ光をレーザ加工ヘッドの先端に設
    けられたノズルからワークに照射してレーザ加工を行う
    レーザ加工機のノズルであって、前記ノズルの先端にお
    いて前記レーザ光の光軸から偏心した位置に設けられた
    レーザ光照射用の穴と、前記レーザ光の光軸を回転軸と
    して前記ノズルを回転・割り出しする回転・割出し機構
    と、を備えてなることを特徴とするレーザ加工機のノズ
    ル。
  3. 【請求項3】 前記ノズルが、前記レーザ加工ヘッドに
    対して相対的に回転・割出し自在であること、を特徴と
    する請求項2記載のレーザ加工機のノズル。
  4. 【請求項4】 前記ノズルが、回転・割出し自在の前記
    レーザ加工ヘッドの先端に固定的に設けられているこ
    と、を特徴とする請求項2記載のレーザ加工機のノズ
    ル。
JP9109696A 1997-04-11 1997-04-25 レーザ加工方法およびこの加工方法に用いるレーザ加工機のノズル Abandoned JPH11788A (ja)

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JP9401097 1997-04-11
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JPH11788A true JPH11788A (ja) 1999-01-06

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