JPS6130294A - レ−ザ集光装置 - Google Patents
レ−ザ集光装置Info
- Publication number
- JPS6130294A JPS6130294A JP15254284A JP15254284A JPS6130294A JP S6130294 A JPS6130294 A JP S6130294A JP 15254284 A JP15254284 A JP 15254284A JP 15254284 A JP15254284 A JP 15254284A JP S6130294 A JPS6130294 A JP S6130294A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lens
- compression ring
- auxiliary gas
- pressure
- ring
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/14—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/14—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor
- B23K26/1462—Nozzles; Features related to nozzles
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
この発明は、レーザ集光装置に関するものである。
従来例の構成とその問題点
レーザ集光装置は、レーザ発振装置より出力されたビー
ムをレンズを用いて集束するものであり、これにより得
られる高密度エネルギを補助ガスとともに被加工物に照
射して切断、穴あけ、溶接。
ムをレンズを用いて集束するものであり、これにより得
られる高密度エネルギを補助ガスとともに被加工物に照
射して切断、穴あけ、溶接。
等の加工を行なうレーザ加工装置に適用される。
レーザ加工は、前記したようにレンズもしくは球面鏡等
によりスポットサイズに絞られた高エネルギ密度のレー
ザ光を被加工物に照射することにより、切断、／８接な
との加工を行なわせるものであるが、加］二に際しては
加工能率の向上、レンズの保護等の目的で、補助ガスが
用いられるのが普通である。
によりスポットサイズに絞られた高エネルギ密度のレー
ザ光を被加工物に照射することにより、切断、／８接な
との加工を行なわせるものであるが、加］二に際しては
加工能率の向上、レンズの保護等の目的で、補助ガスが
用いられるのが普通である。
第２図Ｇこ従来のレーザ集光装置の一実施例を示す。ず
なわら、レーザ発振器より出たレーザ光１は、レンズ２
により波長オーダのスポット３に絞り込まれる。このス
ポット３の有する高密度のエネルギを被加工物４に照射
するとともに、加工目的に応した一定圧力の補助ガス５
をノズル６の開口６ａより吹き付けることにより、加工
能率の向上、レンズ２の冷却、被加工物４よりの飛散物
侵入防止を図っている。また第２図に示すように金属の
切断時に発生ずるドロス７を除去する役割も果たしてい
る。
なわら、レーザ発振器より出たレーザ光１は、レンズ２
により波長オーダのスポット３に絞り込まれる。このス
ポット３の有する高密度のエネルギを被加工物４に照射
するとともに、加工目的に応した一定圧力の補助ガス５
をノズル６の開口６ａより吹き付けることにより、加工
能率の向上、レンズ２の冷却、被加工物４よりの飛散物
侵入防止を図っている。また第２図に示すように金属の
切断時に発生ずるドロス７を除去する役割も果たしてい
る。
レンズ２の保持手段としては、レンズ２の曲率が直径、
焦点距離、材質等により千差万別であり、これに対応す
るため、レンズ両面の周縁に軟質金属であるインジウム
製ワイヤ８が配設されるのが一般的である。インジウム
製ワイヤ８は補助ガス５のシール、レンズホルダ９への
伝熱媒体およびレンズ２の均一保持といった機能をあわ
せ持っている。またインジウム製ワイヤ８は、レンズ２
の取付状態において発生する変形によるレンズ２内部へ
のはみ出し、配設位置すれにもとづく補助カス５のリー
ク、素材の経時変形にもとづくレンズ２の保持圧の低下
によるがたつき等のドラフル防止のため、用いるインジ
ウム製ワイヤ８の断面積よりわずかに小さく設計された
寸法の溝９ａ、 １０ａに埋め込まれる。この溝９ａ、
１０ａはレンズボルダ９の受段９ｂおよびガイドリンク
１０に設けられている。
焦点距離、材質等により千差万別であり、これに対応す
るため、レンズ両面の周縁に軟質金属であるインジウム
製ワイヤ８が配設されるのが一般的である。インジウム
製ワイヤ８は補助ガス５のシール、レンズホルダ９への
伝熱媒体およびレンズ２の均一保持といった機能をあわ
せ持っている。またインジウム製ワイヤ８は、レンズ２
の取付状態において発生する変形によるレンズ２内部へ
のはみ出し、配設位置すれにもとづく補助カス５のリー
ク、素材の経時変形にもとづくレンズ２の保持圧の低下
によるがたつき等のドラフル防止のため、用いるインジ
ウム製ワイヤ８の断面積よりわずかに小さく設計された
寸法の溝９ａ、 １０ａに埋め込まれる。この溝９ａ、
１０ａはレンズボルダ９の受段９ｂおよびガイドリンク
１０に設けられている。
またレンズ２のレンズボルダ９への固定には一定圧力を
得るため、数本のスリン）ｌｌａを軸方向に並べるとと
もに周方向にすらせた圧縮リング１１および固定リング
１２が用いられる。圧縮リング１１のスリット１１）は
スリット幅か０になるまで固定リング１２で締イ」けた
時に規定の保持圧力がレンズ２に加わるように設定され
たものである。
得るため、数本のスリン）ｌｌａを軸方向に並べるとと
もに周方向にすらせた圧縮リング１１および固定リング
１２が用いられる。圧縮リング１１のスリット１１）は
スリット幅か０になるまで固定リング１２で締イ」けた
時に規定の保持圧力がレンズ２に加わるように設定され
たものである。
このように、レンズ２はレンズホルダ９に組込まれた状
態でユニット化され、レンズ交換やクリーニングなどの
際にレンズユニットとして取扱われる。レンズユニット
はマウント１３に組付けられるが、レンズ毎の焦点距離
のばらつきを調整するため、レンズホルダ９はマウント
１３に対し固定位置が変更可能な構造を採用しである。
態でユニット化され、レンズ交換やクリーニングなどの
際にレンズユニットとして取扱われる。レンズユニット
はマウント１３に組付けられるが、レンズ毎の焦点距離
のばらつきを調整するため、レンズホルダ９はマウント
１３に対し固定位置が変更可能な構造を採用しである。
０リンク１４は補助カス５をシールドするだめのもので
あり、ロックリング１５はレンズボルタ９の位置を固定
すると同時に、補助ガス５からの圧力に対しレンズユニ
ットが微動しないためのものである。
あり、ロックリング１５はレンズボルタ９の位置を固定
すると同時に、補助ガス５からの圧力に対しレンズユニ
ットが微動しないためのものである。
しかしながら、このレーザ集光装置は、圧縮リング１１
によってレンズ２に与えた保持力（方向Ｍ）と加工中に
レンズ２に加わる補助カス５の圧力（方向Ｎ）との方向
が逆であるため、レンズ２が補助ガス５より受ける力が
圧縮リング１１の保持力より大きい場合、圧縮リング１
１の保持力に打ち勝ってレンズボルダ９に押し付けられ
ていたレンズ２か持ち上げられる結果となる。すなわち
圧縮リング１１においては規定圧力以上の変形を補助ガ
ス５より受けることになり、永久歪を発生する原因とな
る。これは、例えばステンレス鋼の厚板切断など高い補
助ガス圧力を必要とする場合に重要な問題となる。
によってレンズ２に与えた保持力（方向Ｍ）と加工中に
レンズ２に加わる補助カス５の圧力（方向Ｎ）との方向
が逆であるため、レンズ２が補助ガス５より受ける力が
圧縮リング１１の保持力より大きい場合、圧縮リング１
１の保持力に打ち勝ってレンズボルダ９に押し付けられ
ていたレンズ２か持ち上げられる結果となる。すなわち
圧縮リング１１においては規定圧力以上の変形を補助ガ
ス５より受けることになり、永久歪を発生する原因とな
る。これは、例えばステンレス鋼の厚板切断など高い補
助ガス圧力を必要とする場合に重要な問題となる。
永久変形を起こした圧縮リング１１は、インジウム製ワ
イヤ８のレンズ２の球面への経時的変形すなわち、なじ
みが進行するに伴って生するレンズ取付部のがたつきを
規定の押付力でカバーする機能を失なってしまう。これ
は、加工中に補助ガス５がレンズ２外周部より漏れる、
あるいはレンズ２自体が補助ガス５圧力によってがたつ
くとい９たレンズ寿命、加工性能に悪影響を及ばず原因
となる。
イヤ８のレンズ２の球面への経時的変形すなわち、なじ
みが進行するに伴って生するレンズ取付部のがたつきを
規定の押付力でカバーする機能を失なってしまう。これ
は、加工中に補助ガス５がレンズ２外周部より漏れる、
あるいはレンズ２自体が補助ガス５圧力によってがたつ
くとい９たレンズ寿命、加工性能に悪影響を及ばず原因
となる。
このような事態においては、固定リング１２の項線めを
行なって、レンズ取付部のがたつきを無くす以外に解決
の有効手段は見当たらないのが現状である。
行なって、レンズ取付部のがたつきを無くす以外に解決
の有効手段は見当たらないのが現状である。
発明の目的
この発明は、前記従来の欠点を改善するためになされた
ものであり、圧縮リングのガス圧による永久変形を防止
したレーザ集光装置を提供することを目的としている。
ものであり、圧縮リングのガス圧による永久変形を防止
したレーザ集光装置を提供することを目的としている。
発明の構成
この発明は、レンズに対して圧縮リングの位置する側を
レンズの集光側とし、そのホルダの集光側に補助ガスを
通過させることを特徴としている。
レンズの集光側とし、そのホルダの集光側に補助ガスを
通過させることを特徴としている。
補助ガスによりレンズに加わる圧力の方向と圧縮リング
のレンズに加える押圧の方向が一致するため、圧縮リン
クに補助ガスの圧力が加わらない。
のレンズに加える押圧の方向が一致するため、圧縮リン
クに補助ガスの圧力が加わらない。
このため、圧縮リングに永久変形か発生しない。
実施例の説明
この発明の一実施例を第１図に基づいて説明する。ずな
わち、レンズ２をはさむようにレンズホルダ９の受段９
ｂおよびガイドリング１０に溝９ａ。
わち、レンズ２をはさむようにレンズホルダ９の受段９
ｂおよびガイドリング１０に溝９ａ。
１０ａが設けられ、インジウム製ワイヤ８が埋め込まれ
ている。圧縮リング１１．固定リング１２によって一定
の力でレンズ２を保持する構造は従来と同様であるが、
レンズ２の取付方向が逆すなわちレンズ２の保持力を与
える圧縮リングＩＸと同じ側を集光側として、マウント
１３にノズル６を設け、補助ガス５を通過させるように
した点が異なる。その他第１図と共通部分に同−符男を
付して説明を省略する。
ている。圧縮リング１１．固定リング１２によって一定
の力でレンズ２を保持する構造は従来と同様であるが、
レンズ２の取付方向が逆すなわちレンズ２の保持力を与
える圧縮リングＩＸと同じ側を集光側として、マウント
１３にノズル６を設け、補助ガス５を通過させるように
した点が異なる。その他第１図と共通部分に同−符男を
付して説明を省略する。
従来構造における問題点は、加工中にレンズ２に加わる
ガス圧力が大きい場合に規定圧力以下で使用ずべき圧縮
リング１１に過大な力か加えられるために生ずるもので
あり、補助ガス５の圧力か直接圧縮リング１１に影響を
及ぼさなければ問題無い。すなわち、第１図のようにレ
ンズ２の集光側に圧縮リング１１を配置し、圧縮リング
１１の設定高さが弾性限度内であるようにすれば、前述
のインジウム製ワイヤ８の経時変形をカバーする方向に
保持力が作用する。また、補助ガス５の圧力が加工目的
により高く設定された場合にも、その応力は直接レンズ
ホルダ９に伝わるため、圧縮リング１１の保持力の大き
さとは無関係となる。
ガス圧力が大きい場合に規定圧力以下で使用ずべき圧縮
リング１１に過大な力か加えられるために生ずるもので
あり、補助ガス５の圧力か直接圧縮リング１１に影響を
及ぼさなければ問題無い。すなわち、第１図のようにレ
ンズ２の集光側に圧縮リング１１を配置し、圧縮リング
１１の設定高さが弾性限度内であるようにすれば、前述
のインジウム製ワイヤ８の経時変形をカバーする方向に
保持力が作用する。また、補助ガス５の圧力が加工目的
により高く設定された場合にも、その応力は直接レンズ
ホルダ９に伝わるため、圧縮リング１１の保持力の大き
さとは無関係となる。
このことは、圧縮リング１１の保持力が従来構造に比べ
、小さくてすむことを意味し、常時レンズ周縁に加えら
れる内部歪の減少につながる。したがって、レンズ２の
安定保持にもとづく加工性能の安定化とともに、レンズ
の長寿命化にも寄与するものである。
、小さくてすむことを意味し、常時レンズ周縁に加えら
れる内部歪の減少につながる。したがって、レンズ２の
安定保持にもとづく加工性能の安定化とともに、レンズ
の長寿命化にも寄与するものである。
発明の効果
以」二のように、この発明によれば、圧縮リングのガス
圧による永久変形を防止でき、レンズ保持位置の安定化
により加工性能の安定化がはかれる。
圧による永久変形を防止でき、レンズ保持位置の安定化
により加工性能の安定化がはかれる。
またレンズ保持圧力の低減にもとつくレンズの長寿命化
か図れ、増締め作業が不用になる。
か図れ、増締め作業が不用になる。
第１図はこの発明の一実施例の断面図、第２図は従来例
の断面図である。 ２・・・レンズ、８・・・インジウム製ワイヤ、９・・
レンズホルダ、１０・・・ガイド′リング、１１・・・
圧縮リング、１２・・・固定リング
の断面図である。 ２・・・レンズ、８・・・インジウム製ワイヤ、９・・
レンズホルダ、１０・・・ガイド′リング、１１・・・
圧縮リング、１２・・・固定リング
Claims (1)
- レンズを収納するハウジングと、このハウジングの前記
レンズの集光側に配設された補助ガス用ノズル本体と、
このノズル本体の中心軸を前記レンズにより集束される
ビームの光軸に一致させる調整機構と、前記ノズル本体
の先端に着脱自在に取付けられてノズル穴を構成するノ
ズルチップとを備えたレーザ集光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15254284A JPS6130294A (ja) | 1984-07-23 | 1984-07-23 | レ−ザ集光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15254284A JPS6130294A (ja) | 1984-07-23 | 1984-07-23 | レ−ザ集光装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6130294A true JPS6130294A (ja) | 1986-02-12 |
Family
ID=15542728
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15254284A Pending JPS6130294A (ja) | 1984-07-23 | 1984-07-23 | レ−ザ集光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6130294A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6366590U (ja) * | 1986-10-21 | 1988-05-02 | ||
| JPH0385186U (ja) * | 1989-12-21 | 1991-08-28 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58103993A (ja) * | 1981-12-17 | 1983-06-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | レ−ザ加工機用外部光学装置 |
-
1984
- 1984-07-23 JP JP15254284A patent/JPS6130294A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58103993A (ja) * | 1981-12-17 | 1983-06-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | レ−ザ加工機用外部光学装置 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6366590U (ja) * | 1986-10-21 | 1988-05-02 | ||
| JPH0385186U (ja) * | 1989-12-21 | 1991-08-28 |
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