JPS60500488A - レ−ザ光線加工用切削ヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （１） この発明は、終端がノズルになっている圧力チャンバに向けてレーザ光線を送る ことによって材料の切削その他の加工を行うための切削へ・ノドに関する。この 切削ヘッドは管を通して圧力ガスを受入れる。受入れられた圧力ガスは集光装置 の後面に向けられると共（こ、ノズルを通して吹出されるのである。

発明の背景 この種の切削ヘッドは、例えば英国特許第２，０６４．３９９号に開示されてい て、同切削へ・ノドにおいては、集光レンズとノズルを有するチャンノくに圧力 ガスヲ送る。その結果、切削位置（ｃｕｔｔｉｎｇ　５ｐｏｔ　）においてガス が吹出し、これが切削の質を向上きせることになる。しかしこの既知のレンズは 、チャンノく内の圧力を制限するという難点がある。

発明の開示 本発明は、レーザ切削ヘッド内の圧力を高くすることのできる切削ヘッドを提供 することを目的とすや。

本発明の切削ヘッドは、レーザ光線を圧力チャンノ（（こ向けて送り、圧力チャ ンバの小開口において集光はせることによって集光装置の前面と後面の両方に高 圧ガスを供給することを特徴とする。そのために、集光装置がチャンバ内の圧力 を制限するということは最早な（２） い。

レーザ光線集光装置は、好ましくは、ノズルの直ぐ外の焦点に集光きせるレンズ 　システムで構成スる。

集光装置は、別法にして、少なくとも１つを圧力チャンバ内に配置した１つない し複数の凹面反射体で構成することができる。

反射体がレーザ光線源に反応するのを防止するために、集光装置の背後にあるチ ャンバ部分に、ノズルの開口に比べて狭い透光開口を備えれば有利である。その ようにした場合、レーザ光線源は対象物を「見」ない。

以下添附図面を参照しながら本発明を解説する。

第１図は、レンズ　ノズル　システムを備えた本発明の切削ヘッドの図である。

第２図は、反射集光装置を備えた本発明の切削ヘッドの図である。

第１図に示す材料切削用切削ヘッドは、レーザ光線１を焦点３に集光させるレン ズ２を備えている。レーザ光線はこの焦点を通って圧力チャンバ４に進入した後 、再び拡開されて、１つないし複数のレンズで構成されるレンズ　システム５に 到達する。この光学システムがレーザ光線】を圧力チャンバの直ぐ外の第２焦点 に集光させ、該レーザ光線はノズル６を通って該チャンバから出ていく。これと 同時に圧力カス（例えば酸素、アルゴン、通常大気など）がガス管７を通して圧 力チャンバ４内へ送り込まれる。集光レーザ光線によって、ノズルの直ぐ下にお いて金属板の切削などの加工を行うことができる。そして、レーザ光線ならびに ガスビームの拡開方向に対して垂直に配置されたノズル６に合わせ金属板を移動 式せるのである。

例えば、分校装置、すなわち必要に応じて少なくとも１つの枝管に備えた調節装 置を通して集光レンズシステム５の前面と後面の両方へガスを供給する。チャン バ４内の圧力は例えば２５ａｔｍとする。

チャンバ内圧力をこのような高圧にすることによって、従来に比へて切削の質を 向上きせると同時に、カスの吹出しによって金属溶滴や金属蒸気が排除されるた めに高速で切削を行うことかできるという利点か確保される。

必要に応して圧力を制御する機能を備えることにより、レンズ５の前部と後部と の間の差圧を小きくすることができる。必要に応して２種類のカスを使用するこ ともできる。

高い効果を確保したい場合は、集光装置として凹面反射体を使用すればレンズの 効力低下を避けることができる。

第２図に示す切削ヘッドは、適当な焦点距離の凹面反射体を２つ備えている。レ ーザ光線ｊは、凹面反射（４） 体８の働きで圧力チャンバの開口１ｏを通り、該チャンバ４に進入する。該チャ ンバ内において、凹面反射体９がレーザ光線を集光はせ、レーザ光線はノズル６ を通ってチャンバ４から出ていく。圧力ガスはガス導入ロアから送り込まれ、集 光レーザ光線とこれと同軸のガス　ビームによって切削その他の加工を行う。

好ましくは、ノズル６の開口を、加工物までの距離に比べて有意に大きくすれば 、切削部において層流を発生させ、衝撃波や乱流による回折を避けることができ る。また、回折が偏光（ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ　）に依存することから、偏 光が極めて重要な問題であることも確認された。切削能力を可能な限り大きくす るためには、レーザ光線のＥベクトルを切削方向に平行にしなければならない。

均一な切削を行うためには、円形側光光線を利用すれば有利である。

よく使われるレーザ光線はＣ０２レーザ放射赤外光線である。レーザ光線は一般 に２００〜５０００Ｗである。

従来の２πＭの厚銅板の切削速度は約５ｍ／ｍｉｎであり、計算最高速度のわず か１５％である。ノ・７チ幅は約０．］問に減少する。

本発明の切削ヘッドによれば従来に比べてはるかに高い切削速度を確保すること ができる。

レーザ光源に対する加工物の反応を防止するために、必要に応してチャンバの透 光開口をノズルの開口より（５） も狭くすることかできる。たたし他の方法によってもよい。

国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　終端がノズル（６）になっている圧力チャンバ（４）に向けてレーザ光線（ １）を送ることによって材料の切削その他の加工を行うための切削ヘッドであっ て、該ヘッドに接続された管（７）を通して圧力ガスを受入れ、受入れられた圧 力カスは集光装置の後面に向けられると共にノズル（６）から吹出される種類の ものにおいて、レーザ光線（１）を圧力チャンバ（４）に向けて送り、圧力チャ ンバ（４）の小開口（３）において集光させることによって集光装置の前面と後 面の両方ｔこ高圧ガスを供給すると七を特徴とする切削ヘッド。 ２、透光開口（３）がノズル（６）の開口に比べて狭いことを特徴とする請求の 範囲第１項記載の切削ヘッド。 ３　例えば、酸素を切削側に送り、空気を導入口側に送るなどといった、複数の ガスを複数の部分に供給することを特徴とする請求の範囲第１項捷たは第２項記 載の切削ヘッド。