JP6924715B2 - Laser processing nozzle and laser processing equipment - Google Patents
Laser processing nozzle and laser processing equipment Download PDFInfo
- Publication number
- JP6924715B2 JP6924715B2 JP2018048348A JP2018048348A JP6924715B2 JP 6924715 B2 JP6924715 B2 JP 6924715B2 JP 2018048348 A JP2018048348 A JP 2018048348A JP 2018048348 A JP2018048348 A JP 2018048348A JP 6924715 B2 JP6924715 B2 JP 6924715B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- nozzle
- assist gas
- laser processing
- passage
- auxiliary
- 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.)
- Active
Links
- 238000012545 processing Methods 0.000 title claims description 108
- 238000003754 machining Methods 0.000 claims description 35
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 33
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 156
- 239000003570 air Substances 0.000 description 9
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 8
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 4
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 4
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000012080 ambient air Substances 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000003698 laser cutting Methods 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Laser Beam Processing (AREA)
Description
本発明は、被切断部材に対してレーザを照射させるレーザ加工用ノズル、このレーザ加工用ノズルを備えて被切断部材を溶融させて切断するレーザ切断装置に関するものである。 The present invention relates to a laser processing nozzle for irradiating a member to be cut with a laser, and a laser cutting device provided with the nozzle for laser processing to melt and cut the member to be cut.
被切断部材にレーザを照射させて切断する場合、レーザ照射によって溶融した部材が冷えて固まる前にアシストガスを噴射することで、溶融部材を吹飛ばす必要がある。従来のレーザ加工用ノズルは、ノズル本体の中心部にレーザを照射すると共にアシストガスを流通させる噴出通路が設けられて構成される。そのため、ノズル本体を移動させながら、噴出通路にレーザを照射すると共にアシストガスを流通させることで、被切断部材にレーザを照射させて溶融させ、溶融部にアシストガスを噴出して溶融部材を吹飛ばす。 When the member to be cut is irradiated with a laser for cutting, it is necessary to blow off the molten member by injecting an assist gas before the member melted by the laser irradiation cools and hardens. A conventional nozzle for laser machining is configured by providing a ejection passage for irradiating a laser at the center of the nozzle body and allowing an assist gas to flow. Therefore, while moving the nozzle body, the laser is irradiated to the ejection passage and the assist gas is circulated to irradiate the member to be cut with the laser to melt it, and the assist gas is ejected to the molten portion to blow the molten member. Skip.
このようなレーザ加工装置としては、例えば、下記特許文献に記載されたものがある。 Examples of such a laser processing apparatus include those described in the following patent documents.
ところで、被切断部材の厚さが十分に厚い場合、被切断部材にレーザを照射させて溶融させたとき、発生した溶融部材を吹き飛ばすために十分な量のアシストガスが必要となる。しかし、大量のアシストガスを噴射するためには、大量のアシストガスを装置に供給する必要があり、噴射した大量のアシストガスを回収するための装置が必要となり、レーザ加工用ノズルや加工装置が大型化してしまうという課題がある。 By the way, when the thickness of the member to be cut is sufficiently thick, when the member to be cut is irradiated with a laser to be melted, a sufficient amount of assist gas is required to blow off the generated molten member. However, in order to inject a large amount of assist gas, it is necessary to supply a large amount of assist gas to the device, and a device for recovering the injected large amount of assist gas is required. There is a problem that it becomes large.
本発明は、上述した課題を解決するものであり、溶融部材の排出を円滑に行うことで被加工部材の安定した加工を可能とするレーザ加工用ノズル及びレーザ加工装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and to provide a laser processing nozzle and a laser processing apparatus capable of stable processing of a member to be machined by smoothly discharging a molten member. do.
上記の目的を達成するための本発明のレーザ加工用ノズルは、ノズル本体と、前記ノズル本体の軸方向に沿って設けられてレーザ光を照射すると共にアシストガスを噴出する第1ノズルと、一端部が前記第1ノズルにおけるアシストガスの噴出部に連通すると共に他端部がアシストガスの取込部に連通する補助ノズルと、を備えることを特徴とするものである。 The nozzle for laser processing of the present invention for achieving the above object includes a nozzle body, a first nozzle provided along the axial direction of the nozzle body to irradiate a laser beam and eject an assist gas, and one end. It is characterized in that the portion is provided with an auxiliary nozzle that communicates with the assist gas ejection portion of the first nozzle and the other end portion communicates with the assist gas intake portion.
従って、第1ノズルから被加工部材に向けてレーザ光が照射されると共に、レーザ光の照射位置の周囲にアシストガスが噴出される。このとき、第1ノズルから噴出されるアシストガスにより補助ノズルの噴出部に負圧が作用することで、補助ノズルは、エゼクタ作用により取込部からアシストガスを取り込み、先端部からこのアシストガスを噴出する。すると、アシストガスが第1ノズル及び補助ノズルから噴出されるため、レーザ光により被加工部材が溶融した溶融部材を安定して適切に吹き飛ばして排出することができる。その結果、第1ノズルに供給するアシストガス量を低減させたり、第1ノズル及び補助ノズルから噴出するアシストガス量を増加させたりすることができ、溶融部材の排出を円滑に行うことで被加工部材の安定した加工を行うことができる。 Therefore, the laser beam is irradiated from the first nozzle toward the member to be processed, and the assist gas is ejected around the irradiation position of the laser beam. At this time, a negative pressure acts on the ejection portion of the auxiliary nozzle by the assist gas ejected from the first nozzle, so that the auxiliary nozzle takes in the assist gas from the intake portion by the ejector action and takes in this assist gas from the tip portion. Squirt. Then, since the assist gas is ejected from the first nozzle and the auxiliary nozzle, the molten member in which the member to be processed is melted by the laser beam can be stably and appropriately blown off and discharged. As a result, the amount of assist gas supplied to the first nozzle can be reduced, and the amount of assist gas ejected from the first nozzle and the auxiliary nozzle can be increased. Stable processing of members can be performed.
本発明のレーザ加工用ノズルでは、前記ノズル本体は、円柱形状をなすことを特徴としている。 The laser processing nozzle of the present invention is characterized in that the nozzle body has a cylindrical shape.
従って、ノズル本体を円柱形状とすることから、製造性を向上することができる。 Therefore, since the nozzle body has a cylindrical shape, the manufacturability can be improved.
本発明のレーザ加工用ノズルでは、前記補助ノズルは、前記ノズル本体に形成されることを特徴としている。 The laser processing nozzle of the present invention is characterized in that the auxiliary nozzle is formed on the nozzle body.
従って、補助ノズルをノズル本体に形成することから、装置の大型化を抑制することができる。 Therefore, since the auxiliary nozzle is formed on the nozzle body, it is possible to suppress the increase in size of the device.
本発明のレーザ加工用ノズルでは、前記ノズル本体の先端部の外周側に筒形状をなす筒部材が配置され、前記補助ノズルは、前記ノズル本体の外周面と前記筒部材の内周面により形成されることを特徴としている。 In the laser machining nozzle of the present invention, a tubular member having a tubular shape is arranged on the outer peripheral side of the tip end portion of the nozzle body, and the auxiliary nozzle is formed by the outer peripheral surface of the nozzle body and the inner peripheral surface of the tubular member. It is characterized by being done.
従って、補助ノズルをノズル本体の外周側に配置した筒部材により形成することから、ノズル本体の改造を最小限として製造コストの増加を抑制することができる。 Therefore, since the auxiliary nozzle is formed by the tubular member arranged on the outer peripheral side of the nozzle body, it is possible to suppress the increase in manufacturing cost by minimizing the modification of the nozzle body.
本発明のレーザ加工用ノズルでは、前記ノズル本体の先端部に前記第1ノズルから噴出されるアシストガスと前記補助ノズルから噴出されるアシストガスとの合流部が設けられることを特徴としている。 The laser processing nozzle of the present invention is characterized in that a confluence portion of an assist gas ejected from the first nozzle and an assist gas ejected from the auxiliary nozzle is provided at the tip of the nozzle body.
従って、ノズル本体の先端部に合流部を設けることから、第1ノズルから噴出されるアシストガスのエゼクタ作用により効果的に補助ノズルからアシストガスを噴出することができる。 Therefore, since the merging portion is provided at the tip of the nozzle body, the assist gas can be effectively ejected from the auxiliary nozzle by the ejector action of the assist gas ejected from the first nozzle.
本発明のレーザ加工用ノズルでは、第1ノズルは、前記ノズル本体の中心位置に軸方向に沿って設けられ、前記ノズル本体の中心位置からずれた位置に軸方向に沿うと共にラバール形状をなしてアシストガスを噴出する第2ノズルが設けられることを特徴としている。 In the nozzle for laser processing of the present invention, the first nozzle is provided at the center position of the nozzle body along the axial direction, and has a rubberal shape along the axial direction at a position deviated from the center position of the nozzle body. It is characterized in that a second nozzle for ejecting an assist gas is provided.
従って、第1ノズルから被加工部材に向けてレーザ光が照射され、第2ノズルからレーザ光の照射位置の隣接位置にアシストガスが噴出される。アシストガスは、ラバール形状をなす第2ノズルから噴出されることで、超音速まで加速されて噴出されることから、レーザ光により被加工部材が溶融した溶融部材を安定して的確に吹き飛ばして排出することができる。 Therefore, the laser beam is irradiated from the first nozzle toward the member to be processed, and the assist gas is ejected from the second nozzle at a position adjacent to the irradiation position of the laser beam. The assist gas is ejected from the second nozzle, which has a rubberal shape, and is accelerated to supersonic speed. Therefore, the molten member whose workpiece is melted by the laser beam is stably and accurately blown off and discharged. can do.
また、本発明のレーザ加工用ノズルは、ノズル本体と、前記ノズル本体に軸方向に沿って設けられてレーザ光を通す第1ノズルと、前記第1ノズルからずれた位置に軸方向に沿って設けられてアシストガスを噴出する第2ノズルと、一端部が前記第2ノズルにおけるアシストガスの噴出部に連通すると共に他端部がアシストガスの取込部に連通する補助ノズルと、を備えることを特徴とするものである。 Further, the nozzle for laser processing of the present invention includes a nozzle body, a first nozzle provided on the nozzle body along the axial direction and passing laser light, and a position deviated from the first nozzle along the axial direction. A second nozzle provided to eject the assist gas, and an auxiliary nozzle having one end communicating with the assist gas ejection portion of the second nozzle and the other end communicating with the assist gas intake portion are provided. It is characterized by.
従って、第1ノズルから被加工部材に向けてレーザ光が照射され、第2ノズルからレーザ光の照射位置の隣接位置にアシストガスが噴出される。このとき、第2ノズルから噴出されるアシストガスにより補助ノズルの噴出部に負圧が作用することで、補助ノズルは、エゼクタ作用により取込部からアシストガスを取り込み、先端部からこのアシストガスを噴出する。すると、アシストガスが第2ノズル及び補助ノズルから噴出されるため、レーザ光により被加工部材が溶融した溶融部材を安定して適切に吹き飛ばして排出することができる。その結果、第2ノズルに供給するアシストガス量を低減させたり、第2ノズル及び補助ノズルから噴出するアシストガス量を増加させたりすることができ、溶融部材の排出を円滑に行うことで被加工部材の安定した加工を行うことができる。 Therefore, the laser beam is irradiated from the first nozzle toward the member to be processed, and the assist gas is ejected from the second nozzle at a position adjacent to the irradiation position of the laser beam. At this time, a negative pressure acts on the ejection portion of the auxiliary nozzle by the assist gas ejected from the second nozzle, so that the auxiliary nozzle takes in the assist gas from the intake portion by the ejector action and takes in this assist gas from the tip portion. Squirt. Then, since the assist gas is ejected from the second nozzle and the auxiliary nozzle, the molten member in which the member to be processed is melted by the laser beam can be stably and appropriately blown off and discharged. As a result, the amount of assist gas supplied to the second nozzle can be reduced, and the amount of assist gas ejected from the second nozzle and the auxiliary nozzle can be increased. Stable processing of members can be performed.
本発明のレーザ加工用ノズルでは、前記ノズル本体は、円柱形状をなし、前記第1ノズルは、前記ノズル本体の中心位置に設けられ、前記第2ノズルは、前記ノズル本体の中心位置からずれた位置に設けられ、前記第1ノズルと前記第2ノズルが前記ノズル本体の径方向に沿って配置されることを特徴としている。 In the nozzle for laser processing of the present invention, the nozzle body has a cylindrical shape, the first nozzle is provided at the center position of the nozzle body, and the second nozzle is displaced from the center position of the nozzle body. It is provided at a position, and the first nozzle and the second nozzle are arranged along the radial direction of the nozzle body.
従って、レーザ光を通す第1ノズルをノズル本体の中心に設け、アシストガスを噴出する第2ノズルをノズル本体の中心位置からずれて設けることから、レーザ光による加工精度を向上することができると共に、アシストガスによる溶融部材の排出性を向上することができる。 Therefore, since the first nozzle for passing the laser beam is provided in the center of the nozzle body and the second nozzle for ejecting the assist gas is provided so as to be offset from the center position of the nozzle body, the processing accuracy by the laser beam can be improved. , It is possible to improve the discharge property of the molten member by the assist gas.
本発明のレーザ加工用ノズルでは、前記補助ノズルは、前記ノズル本体に形成されることを特徴としている。 The laser processing nozzle of the present invention is characterized in that the auxiliary nozzle is formed on the nozzle body.
従って、補助ノズルをノズル本体に形成することから、装置の大型化を抑制することができる。 Therefore, since the auxiliary nozzle is formed on the nozzle body, it is possible to suppress the increase in size of the device.
本発明のレーザ加工用ノズルでは、前記ノズル本体は、前記第2ノズルに隣接する先端外周部に切欠部が設けられ、前記切欠部にカバー部材が固定されることで、前記補助ノズルが形成されることを特徴としている。 In the nozzle for laser machining of the present invention, the nozzle body is provided with a notch on the outer peripheral portion of the tip adjacent to the second nozzle, and the cover member is fixed to the notch to form the auxiliary nozzle. It is characterized by that.
従って、補助ノズルをノズル本体の切欠部に固定したカバー部材により形成することから、ノズル本体の改造を最小限として製造コストの増加を抑制することができる。 Therefore, since the auxiliary nozzle is formed by the cover member fixed to the notch of the nozzle body, it is possible to suppress the increase in manufacturing cost by minimizing the modification of the nozzle body.
本発明のレーザ加工用ノズルでは、前記ノズル本体の先端部に前記第2ノズルから噴出されるアシストガスと前記補助ノズルから噴出されるアシストガスとの合流部が設けられることを特徴としている。 The laser processing nozzle of the present invention is characterized in that a confluence portion of an assist gas ejected from the second nozzle and an assist gas ejected from the auxiliary nozzle is provided at the tip end portion of the nozzle body.
従って、ノズル本体の先端部に合流部を設けることから、第2ノズルから噴出されるアシストガスのエゼクタ作用により効果的に補助ノズルからアシストガスを噴出することができる。 Therefore, since the merging portion is provided at the tip of the nozzle body, the assist gas can be effectively ejected from the auxiliary nozzle by the ejector action of the assist gas ejected from the second nozzle.
本発明のレーザ加工用ノズルでは、前記第2ノズルは、ラバール形状をなすことを特徴としている。 In the laser processing nozzle of the present invention, the second nozzle is characterized in that it has a rubberal shape.
従って、第1ノズルから被加工部材に向けてレーザ光が照射され、第2ノズルからレーザ光の照射位置の隣接位置にアシストガスが噴出される。アシストガスは、ラバール形状をなす第2ノズルから噴出されることで、超音速まで加速されて噴出されることから、レーザ光により被加工部材が溶融した溶融部材を安定して的確に吹き飛ばして排出することができる。 Therefore, the laser beam is irradiated from the first nozzle toward the member to be processed, and the assist gas is ejected from the second nozzle at a position adjacent to the irradiation position of the laser beam. The assist gas is ejected from the second nozzle, which has a rubberal shape, and is accelerated to supersonic speed. Therefore, the molten member whose workpiece is melted by the laser beam is stably and accurately blown off and discharged. can do.
本発明のレーザ加工用ノズルでは、前記第2ノズルは、前記第1ノズルと前記第2ノズルの配列方向または前記配列方向に交差する方向の内径が軸方向において変動することを特徴としている。 In the nozzle for laser processing of the present invention, the second nozzle is characterized in that the inner diameter of the first nozzle and the second nozzle in the arrangement direction or in the direction intersecting the arrangement direction fluctuates in the axial direction.
従って、第2ノズルにおける第1ノズルと第2ノズルの配列方向に交差する方向の内径を軸方向において変動させると、第1ノズルと第2ノズルの干渉をなくして第2ノズルを最適なラバール形状に設定することができる。また、第2ノズルにおける第1ノズルと第2ノズルの配列方向に内径を軸方向において変動させると、ラバール形状をなす第2ノズルを容易に形成することができる。 Therefore, if the inner diameter of the second nozzle in the direction intersecting the arrangement direction of the first nozzle and the second nozzle is changed in the axial direction, the interference between the first nozzle and the second nozzle is eliminated and the second nozzle has an optimum rubberal shape. Can be set to. Further, by varying the inner diameter in the axial direction in the arrangement direction of the first nozzle and the second nozzle in the second nozzle, the second nozzle having a rubberal shape can be easily formed.
本発明のレーザ加工用ノズルでは、前記第1ノズルは、ラバール形状をなしてアシストガスを噴出することを特徴としている。 In the laser processing nozzle of the present invention, the first nozzle is characterized in that it has a rubberal shape and ejects an assist gas.
従って、第1ノズルをラバール形状とすることから、第1ノズルからアシストガスを超音速で噴出することができ、溶融部材を効率良く排出することができる。 Therefore, since the first nozzle has a rubberal shape, the assist gas can be ejected from the first nozzle at supersonic speed, and the molten member can be efficiently discharged.
また、本発明のレーザ加工装置は、前記レーザ加工用ノズルを備えることを特徴とするものである。 Further, the laser processing apparatus of the present invention is characterized by including the laser processing nozzle.
従って、供給するアシストガス量を低減させたり、噴出するアシストガス量を増加させたりすることができ、溶融部材の排出を円滑に行うことで被加工部材の安定した加工を行うことができる。 Therefore, it is possible to reduce the amount of assist gas to be supplied and increase the amount of assist gas to be ejected, and it is possible to stably process the member to be processed by smoothly discharging the molten member.
本発明のレーザ加工用ノズル及びレーザ加工装置によれば、溶融部材の排出を円滑に行うことで被加工部材の安定した加工を行うことができる。 According to the laser processing nozzle and the laser processing apparatus of the present invention, stable processing of the member to be machined can be performed by smoothly discharging the molten member.
以下、添付図面を参照して、本発明に係るレーザ加工用ノズル及びレーザ加工装置の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含むものである。 Hereinafter, preferred embodiments of the laser processing nozzle and the laser processing apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The present invention is not limited to this embodiment, and when there are a plurality of embodiments, the present invention also includes a combination of the respective embodiments.
[第1実施形態]
図1は、本実施形態のレーザ加工装置を表す概略構成図である。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing the laser processing apparatus of the present embodiment.
第1実施形態において、図1に示すように、レーザ加工装置10は、被切断部材(被加工部材)Aを切断するものであって、レーザ加工用ノズル11と、レーザ光照射装置12と、アシストガス供給装置13とを備えている。
In the first embodiment, as shown in FIG. 1, the laser processing device 10 cuts a member to be cut (member to be machined) A, and includes a
レーザ加工用ノズル11は、レーザ加工ヘッド(図示略)に装着されるものであり、ノズル本体20と、ノズル本体20の中心位置にレーザ光LとアシストガスG1が通る第1ノズル21と、ノズル本体20の中心位置から径方向にずれた位置にアシストガスG2が通る補助ノズル22が設けられている。
The
レーザ光照射装置12は、レーザ加工用ノズル11の第1ノズル21にレーザ光(レーザビーム)Lを照射可能である。アシストガス供給装置13は、レーザ加工用ノズル11の第1ノズル21にアシストガスG1を供給可能である。レーザ加工用ノズル11の補助ノズル22は、第1ノズル21から噴出されるアシストガスG1のエゼクタ作用により周囲の空気をアシストガスG2として取り込み、噴射可能である。
The laser
図2は、第1実施形態のレーザ加工用ノズルを表す斜視図、図3は、レーザ加工用ノズルの断面を表す図2のIII−III断面図、図4は、レーザ加工用ノズルの断面を表す図3のIV−IV断面図である。 FIG. 2 is a perspective view showing the laser machining nozzle of the first embodiment, FIG. 3 is a cross-sectional view of III-III of FIG. 2 showing a cross section of the laser machining nozzle, and FIG. 4 is a cross section of the laser machining nozzle. FIG. 3 is a sectional view taken along line IV-IV of FIG.
レーザ加工用ノズル11は、ノズル本体20と、第1ノズル21と、補助ノズル22とを有している。ノズル本体20は、円柱形状をなし、内部に軸方向Zに沿って第1ノズル21が設けられ、第1ノズル21の周囲に補助ノズル22が設けられている。ノズル本体20は、軸方向Zにおける前端部20aに第1ノズル21と補助ノズル22の先端部が開口し、軸方向Zにおける後端部20bに第1ノズル21の後端部が開口し、レーザ加工ヘッド(図示略)に固定され、外周部20cに補助ノズル22の後端部が開口している。
The
第1ノズル21と補助ノズル22は、ノズル本体20の軸方向Zに沿ってほぼ平行をなすように配置されている。そして、第1ノズル21の径方向における外側に補助ノズル22が配置される。このとき、第1ノズル21と補助ノズル22は、ノズル本体20の中心O1と同心状に位置する。
The
第1ノズル21は、ノズル本体20の中心O1と同心状に軸方向Zに沿って形成され、真円形状をなしている。第1ノズル21は、ノズル本体20の前端部20a側に位置する第1通路31と、ノズル本体20の後端部20b側に位置する第2通路32とを有している。第1通路31は、軸方向Zに沿って内径寸法が一定で同径である。第2通路32は、軸方向Zの前端部20a側に向けて内径寸法が徐々に小径となる先細形状をなしている。第1ノズル21は、第2通路32から第1通路31に向けてレーザ光が通過可能であると共に、アシストガスが通過して前端部から噴出可能である。
The
補助ノズル22は、ノズル本体20の中心O1と同心状に軸方向Zに沿って形成され、円筒形状をなしている。補助ノズル22は、ノズル本体20の前端部20a側に位置する第1通路33と、ノズル本体20の外周部20c側に位置する第2通路34とを有している。第1通路33は、円筒形状をなし、第1ノズル21と平行をなしている。第2通路34は、ノズル本体20の後端部20b側が径方向の外側に広がる円錐形状をなしている。第2通路34は、前端部が第1通路33の後端部と連通し、後端部が複数の開口部(取込部)35を介してノズル本体20の外周部20cに開口している。
The
第1ノズル21の前端面21aと補助ノズル22の前端面22aは、ノズル本体20の軸方向Zにおける同位置に設けられている。また、補助ノズル22は、前端部が第1ノズル21におけるアシストガスG1の噴出部に連通しており、第1ノズル21の前端面21aと補助ノズル22の前端面22aは、ノズル本体20の前端部20aに対して軸方向Zにおける後端部20b側にずれて設けられることで、合流部36が設けられている。
The
そのため、図1及び図3に示すように、図示しない移動装置によりレーザ加工用ノズル11を矢印T方向に移動する。このとき、レーザ光照射装置12は、レーザ加工用ノズル11の第1ノズル21を通して被切断部材Aの表面A1に向けてレーザ光Lを照射する。また、アシストガス供給装置13は、レーザ加工用ノズル11の第1ノズル21を通して被切断部材Aの表面A1におけるレーザ光Lの照射位置の周囲にアシストガスG1を噴出する。このとき、第1ノズル21の第1通路31の前端部から噴出されるアシストガスG1により合流部36を介して補助ノズル22の第1通路33に負圧が作用する。すると、補助ノズル22は、エゼクタ作用により外部の空気をアシストガスG2として開口部35を通して第2通路34に取り込み、第1通路33からアシストガスG1の周囲に噴出する。
Therefore, as shown in FIGS. 1 and 3, the
すると、被切断部材Aは、レーザ光Lにより表面A1から溶融され、第1ノズル21から噴出されるアシストガスG1と補助ノズル22から噴出されるアシストガスG2によりレーザ光Lの照射位置の周囲にある溶融部材が吹き飛ばされて排出されることで、第1ノズル21の先端部の閉塞が防止される。また、被切断部材Aは、第1ノズル21及び補助ノズル22から噴出されるアシストガスG1,G2によりレーザ光Lの照射位置よりレーザ加工用ノズル11の移動方向の下流側にある溶融部材が吹き飛ばされて排出される。
Then, the member A to be cut is melted from the surface A1 by the laser beam L, and the assist gas G1 ejected from the
このように第1実施形態のレーザ加工用ノズルにあっては、ノズル本体20と、ノズル本体20の軸方向Zに沿って設けられてレーザ光を照射すると共にアシストガスを噴出する第1ノズル21と、一端部が第1ノズル21におけるアシストガスの噴出部に連通すると共に他端部がアシストガスの開口部35に連通する補助ノズル22とを設けている。
As described above, in the nozzle for laser processing of the first embodiment, the
従って、第1ノズル21から被切断部材Aに向けてレーザ光が照射されると共に、レーザ光の照射位置の周囲にアシストガスが噴出される。このとき、第1ノズル21から噴出されるアシストガスにより補助ノズル22の噴出部に負圧が作用することで、補助ノズル22は、エゼクタ作用により開口部35からアシストガスを取り込み、前端部からこのアシストガスを噴出する。すると、アシストガスが第1ノズル21及び補助ノズル22から噴出されるため、レーザ光により被切断部材Aが溶融した溶融部材を安定して適切に吹き飛ばして排出することができる。その結果、第1ノズル21に供給するアシストガス量を低減させたり、第1ノズル21及び補助ノズル22から噴出するアシストガス量を増加させたりすることができ、溶融部材の排出を円滑に行うことで被加工部材の安定した加工を行うことができる。また、第1ノズル21に供給するアシストガス量を低減することができると、使用後のアシストガスの回収量を減少することができる。
Therefore, the laser beam is irradiated from the
第1実施形態のレーザ加工用ノズルでは、ノズル本体20を円柱形状としている。従って、ノズル本体20を円柱形状とすることから、製造性を向上することができる。
In the laser machining nozzle of the first embodiment, the
第1実施形態のレーザ加工用ノズルでは、補助ノズル22をノズル本体20に形成している。従って、装置の大型化を抑制することができる。
In the laser processing nozzle of the first embodiment, the
第1実施形態のレーザ加工用ノズルでは、ノズル本体20の前端部20aに第1ノズル21から噴出されるアシストガスと補助ノズル22から噴出されるアシストガスとの合流部36を設けている。従って、第1ノズル21から噴出されるアシストガスのエゼクタ作用により効果的に補助ノズル22からアシストガスを噴出することができる。
In the laser machining nozzle of the first embodiment, the
[第2実施形態]
図5は、第2実施形態のレーザ加工装置を表す概略構成図である。なお、上述した実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
[Second Embodiment]
FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing the laser processing apparatus of the second embodiment. Members having the same functions as those in the above-described embodiment are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
第2実施形態において、図5に示すように、レーザ加工装置10Aは、レーザ加工用ノズル11Aと、レーザ光照射装置12と、アシストガス供給装置13とを備えている。
In the second embodiment, as shown in FIG. 5, the
レーザ光照射装置12は、レーザ加工用ノズル11Aの第1ノズル41にレーザ光Lを照射可能である。アシストガス供給装置13は、レーザ加工用ノズル11Aの第1ノズル21にアシストガスG1を供給可能である。レーザ加工用ノズル11Aの補助ノズル42は、第1ノズル41から噴出されるアシストガスG1のエゼクタ作用により周囲の空気をアシストガスG2として取り込み、噴射可能である。
The laser
レーザ加工用ノズル11Aは、ノズル本体40と、第1ノズル41と、補助ノズル42とを有している。ノズル本体40は、円柱形状をなし、内部に軸方向Zに沿って第1ノズル41が設けられ、第1ノズル41の周囲に補助ノズル42が設けられている。ノズル本体40は、軸方向Zにおける前端部20aに第1ノズル41と補助ノズル42の先端部が開口し、軸方向Zにおける後端部40bに第1ノズル41の後端部が開口し、レーザ加工ヘッド(図示略)に固定され、外周部40cに補助ノズル42の後端部が開口している。
The
第1ノズル41と補助ノズル42は、ノズル本体40の軸方向Zに沿ってほぼ平行をなすように配置されている。そして、第1ノズル41の径方向における外側に補助ノズル42が配置される。このとき、第1ノズル41と補助ノズル42は、ノズル本体40の中心O1と同心状に位置する。
The
第1ノズル41は、ノズル本体40の中心O1と同心状に軸方向Zに沿って形成され、真円形状をなしている。第1ノズル41は、ノズル本体40の前端部20a側に位置する第1通路51と、ノズル本体40の後端部40b側に位置する第2通路52とを有している。第1通路51は、軸方向Zに沿って内径寸法が一定で同径である。第2通路52は、軸方向Zの前端部40a側に向けて内径寸法が徐々に小径となる先細形状をなしている。第1ノズル41は、第2通路52から第1通路51に向けてレーザ光が通過可能であると共に、アシストガスが通過して前端部から噴出可能である。
The
ノズル本体40は、外周部40cに前端部40a側に向けて先細形状をなす傾斜面40dが設けられている。円筒部材53は、ノズル本体40の傾斜面40dの外周側に所定隙間を空けて配置されている。円筒部材53は、ノズル本体40の前端部40aが先細となる円錐台形状をなし、複数の支持部材54によりノズル本体40の傾斜面40dに支持されている。そして、ノズル本体40の外周面と円筒部材53の内周面との間に補助ノズル42が形成されている。
The
補助ノズル42は、ノズル本体40の中心O1と同心状に軸方向Zに沿って形成され、円筒形状をなしている。補助ノズル42は、ノズル本体40の前端部40aの傾斜面と円筒部材53の内面との間に第1通路55を有している。第1通路55は、円筒形状をなし、第1ノズル21に対して所定の傾斜角度をなしている。第1通路55は、前端部がノズル本体40の前端部40aに開口し、後端部がノズル本体40の外周部40cに開口している。
The
ノズル本体40の前端部40aは、円筒部材53の前端部53aに対して軸方向Zにおける後端部40b側にずれて設けられることで、合流部56が設けられている。
The
そのため、レーザ光照射装置12は、レーザ加工用ノズル11Aの第1ノズル41を通して被切断部材Aの表面A1に向けてレーザ光Lを照射する。また、アシストガス供給装置13は、レーザ加工用ノズル11Aの第1ノズル41を通して被切断部材Aの表面A1におけるレーザ光Lの照射位置の周囲にアシストガスG1を噴出する。このとき、第1ノズル41の第1通路51の前端部から噴出されるアシストガスG1により合流部56を介して補助ノズル42の第1通路55に負圧が作用する。すると、補助ノズル42は、エゼクタ作用により外部の空気をアシストガスG2として第1通路55に取り込み、この第1通路55からアシストガスG1の周囲に噴出する。
Therefore, the laser
すると、被切断部材Aは、レーザ光Lにより表面A1から溶融され、第1ノズル41から噴出されるアシストガスG1と補助ノズル42から噴出されるアシストガスG2によりレーザ光Lの照射位置の周囲にある溶融部材が吹き飛ばされて排出されることで、第1ノズル41の先端部の閉塞が防止される。また、被切断部材Aは、第1ノズル41及び補助ノズル42から噴出されるアシストガスG1,G2によりレーザ光Lの照射位置よりレーザ加工用ノズル11Aの移動方向の下流側にある溶融部材が吹き飛ばされて排出される。
Then, the member A to be cut is melted from the surface A1 by the laser beam L, and the assist gas G1 ejected from the
このように第2実施形態のレーザ加工用ノズルにあっては、ノズル本体40の前端部40aの外周側に円筒形状をなす円筒部材53を配置し、ノズル本体40の外周面と円筒部材53の内周面により補助ノズル42を形成している。
As described above, in the nozzle for laser processing of the second embodiment, a
従って、補助ノズル42をノズル本体40の外周側に配置した円筒部材53により形成することから、ノズル本体40の改造を最小限として製造コストの増加を抑制することができる。
Therefore, since the
[第3実施形態]
図6は、第3実施形態のレーザ加工用ノズルを表す斜視図、図7は、レーザ加工用ノズルの断面を表す図6のVII−VII断面図、図8は、レーザ加工用ノズルの断面を表す図6のVIII−VIII断面図、図9は、レーザ加工用ノズルの断面を表す図6のIX−IX断面図である。なお、上述した実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
[Third Embodiment]
6 is a perspective view showing the laser processing nozzle of the third embodiment, FIG. 7 is a cross-sectional view of VII-VII of FIG. 6 showing a cross section of the laser processing nozzle, and FIG. 8 is a cross section of the laser processing nozzle. FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line VIII-VIII of FIG. 6, and FIG. 9 is a cross-sectional view taken along the line IX-IX of FIG. 6 showing a cross section of the nozzle for laser processing. Members having the same functions as those in the above-described embodiment are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
第3実施形態において、図6から図9に示すように、レーザ加工用ノズル11Bは、ノズル本体20と、第1ノズル61と、第2ノズル62と、補助ノズル63とを有している。ノズル本体20は、円柱形状をなし、内部に軸方向Zに沿って第1ノズル61と第2ノズル62と補助ノズル63が設けられている。ノズル本体20は、軸方向Zにおける前端部20aに第1ノズル61と第2ノズル62と補助ノズル63の前端部が開口し、軸方向Zにおける後端部20bに第1ノズル61と第2ノズル62の後端部が開口し、レーザ加工ヘッド(図示略)に固定され、外周部20cに補助ノズル63の後端部が開口している。
In the third embodiment, as shown in FIGS. 6 to 9, the
第1ノズル61と第2ノズル62は、ノズル本体20の軸方向Zに沿ってほぼ平行をなすように配置されている。そして、第1ノズル61と第2ノズル62は、ノズル本体20の第1径方向Xに沿って配置される。このとき、第1ノズル61は、ノズル本体20の中心O1に位置し、第2ノズル62は、ノズル本体20の中心O1から第1径方向Xの一方側にずれた中心O2に位置する。なお、レーザ加工用ノズル11Bは、レーザ加工ヘッド(図示略)に固定されたとき、第2ノズル62が移動方向(切断方向)における下流側に位置するように配置される。一方、補助ノズル63は、第2ノズル62の径方向における外側に配置される。
The
第1ノズル61は、ノズル本体20の中心O1と同心状に軸方向Zに沿って形成され、真円形状をなしている。第1ノズル61は、ノズル本体20の前端部20a側に位置する第1通路71と、ノズル本体20の後端部20b側に位置する第2通路72とを有している。第1通路71は、軸方向Zに沿って内径寸法が一定で同径である。第2通路72は、軸方向Zの前端部20a側に向けて内径寸法が徐々に小径となる先細形状をなしている。第1ノズル61は、第2通路72から第1通路71に向けてレーザ光が通過可能であると共に、アシストガスが通過して前端部から噴出可能である。
The
第2ノズル62は、ノズル本体20の中心O1から径方向の一方側にずれた中心O2の位置に軸方向Zに沿って形成され、第1径方向Xに長い矩形形状をなしている。第2ノズル62は、ラバール形状をなしている。この場合、第2ノズル62は、第1ノズル61と第2ノズル62が配列する第1径方向Xに交差する第2径方向Yの内径が軸方向Zにおいて変動することで、ラバール形状をなしている。
The
即ち、第2ノズル62は、ノズル本体20の前端部20a側に位置する第1通路73と、ノズル本体20の前端部20aと後端部20bの間に位置する第2通路74と、ノズル本体20の後端部20b側に位置する第3通路75とを有している。図7に示すように、第1通路73と第2通路74と第3通路75は、第1ノズル61と第2ノズル62が配列する第1径方向Xの内径寸法が軸方向Zにおいて一定で同径である。なお、第2ノズル62は、中心O2がノズル本体20の後端部20bに向けてノズル本体20の外周側に傾斜しているが、第1ノズル61の形状に応じて中心O2が中心O1に平行をなすようにしてもよい。
That is, the
一方、図9に示すように、第1通路73は、第1ノズル61と第2ノズル62が配列する第1径方向Xに交差(直交)する第2径方向Yの内径寸法が軸方向Zの前端部20a側に向けて大径となる先太形状をなしている。第2通路74は、第2径方向Yの内径寸法が軸方向Zにおいて一定で同径である。第3通路75は、第2径方向Yの内径寸法が軸方向Zの前端部20a側に向けて小径となる先細形状をなしている。即ち、第2ノズル62は、ノズル本体20の後端部20b側から前端部20a側に向けて、第1ノズル61と第2ノズル62が配列する第1径方向Xに交差する第2径方向Yが、第3通路75で先細形状であり、第2通路74で絞り形状であり、第1通路73で先太形状となっている。そして、第2ノズル62は、アシストガスを噴出可能である。
On the other hand, as shown in FIG. 9, in the
なお、図7に示すように、第1ノズル61の前端面61aと第2ノズル62の前端面62aは、ノズル本体20の軸方向Zにおける同位置に設けられている。そして、第2ノズル62における先端部の通路面積は、第1ノズル61における先端部の通路面積より小さい通路面積に設定されている。この場合、第2ノズル62は、第1径方向Xの長さに対して第2径方向Yの長さを短く設定することが好ましいが、第1径方向Xの長さを非常に長く設定することで、第2ノズル62における先端部の通路面積を、第1ノズル61における先端部の通路面積より大きく設定してもよい。また、第2ノズル62における第2径方向Yの長さは、レーザ光Lの外径とほぼ同径に設定することが好ましい。
As shown in FIG. 7, the
補助ノズル63は、ノズル本体20にて、第2ノズル62における第2径方向Yの両側に形成された2個の第1通路76を有している。補助ノズル63の第1通路76は、第2ノズル62に対して傾斜して配置されている。第1通路76は、前端部が第2ノズル62の第1通路73に連通し、後端部がノズル本体20の外周部20cに開口(取込部)している。第1通路76は、後端部から前端部に向けて第2ノズル62の第1通路73に向けて傾斜するように放射状に設けられ、第2ノズル62の前端面62aから所定距離だけ後端部側に連通されている。そのため、補助ノズル63は、第1通路76の前端部が第2ノズル62におけるアシストガスの噴出部に連通することとなり、ここに合流部77が設けられている。
The
そのため、図6から図9に示すように、レーザ加工用ノズル11Bが矢印T方向に移動するとき、第1ノズル61からレーザ光が照射されると共に、レーザ光の照射位置の周囲にアシストガスが噴出される。このアシストガスは、先細形状をなす第2通路72で音速まで加速されて第1通路71の先端部から噴出される。また、このとき、第2ノズル62からレーザ光の照射位置よりレーザ加工用ノズル11Bの移動方向Tの下流側にアシストガスが噴出される。このアシストガスは、先細形状をなす第3通路75で加速されて第2通路74で音速に至り、先太細形状をなす第1通路73で更に超音速まで加速されてこの第1通路73の先端部から噴出される。
Therefore, as shown in FIGS. 6 to 9, when the
このとき、第2ノズル62の第1通路73の前端部から噴出されるアシストガスにより合流部77を介して補助ノズル63の第1通路76に負圧が作用する。すると、補助ノズル63は、エゼクタ作用により外部の空気をアシストガスとして第1通路76に取り込み、この第1通路76からアシストガスを噴出する。レーザ光により被切断部材が溶融され、第1ノズル61から噴出されるアシストガスによりレーザ光の照射位置の周囲にある溶融部材が吹き飛ばされることで、第1ノズル61の先端部の閉塞が防止される。また、第2ノズル62及び補助ノズル63から噴出される超音速のアシストガスによりレーザ光の照射位置よりレーザ加工用ノズル11Bの移動方向Tの下流側にある溶融部材が吹き飛ばされて排出される。
At this time, a negative pressure acts on the
このように第3実施形態のレーザ加工用ノズルにあっては、ノズル本体60と、ノズル本体20に軸方向Zに沿って設けられてレーザ光を通す第1ノズル61と、第1ノズル61から第1径方向Xにずれた位置に軸方向Zに沿って設けられてアシストガスを噴出する第2ノズル62と、一端部が第2ノズル62におけるアシストガスの噴出部に連通すると共に他端部がノズル本体20の外周部20cに開口する補助ノズル63とを設けている。
As described above, in the nozzle for laser processing of the third embodiment, the nozzle body 60, the
従って、第1ノズル61から被切断部材に向けてレーザ光が照射され、第2ノズル62からレーザ光の照射位置の隣接位置にアシストガスが噴出される。このとき、第2ノズル62から噴出されるアシストガスにより補助ノズル63の噴出部に負圧が作用することで、補助ノズル63は、エゼクタ作用により外部からアシストガスを取り込み、前端部からこのアシストガスを噴出する。すると、アシストガスが第2ノズル62及び補助ノズル63から噴出されるため、レーザ光により被切断部材が溶融した溶融部材を安定して適切に吹き飛ばして排出することができる。その結果、第2ノズル62に供給するアシストガス量を低減させたり、第2ノズル62及び補助ノズル63から噴出するアシストガス量を増加させたりすることができ、溶融部材の排出を円滑に行うことで被加工部材の安定した加工を行うことができる。
Therefore, the laser beam is irradiated from the
第3実施形態のレーザ加工用ノズルでは、ノズル本体60を円柱形状とし、第1ノズル61をノズル本体60の中心O1に設け、第2ノズル62をノズル本体60の中心O1からずれた中心O2に設け、第1ノズル61と第2ノズル62をノズル本体60の第1径方向Xに沿って配置している。従って、レーザ光を通す第1ノズル61をノズル本体60の中心O1に設け、アシストガスを噴出する第2ノズル62をノズル本体60の中心O1からずれた中心O2に設けることから、レーザ光による加工精度を向上することができると共に、アシストガスによる溶融部材の排出性を向上することができる。
In the nozzle for laser processing of the third embodiment, the nozzle body 60 has a cylindrical shape, the
第3実施形態のレーザ加工用ノズルでは、補助ノズル63をノズル本体20に形成している。従って、装置の大型化を抑制することができる。
In the laser machining nozzle of the third embodiment, the
第3実施形態のレーザ加工用ノズルでは、ノズル本体20の前端部20aに第2ノズル62から噴出されるアシストガスと補助ノズル63から噴出されるアシストガスとの合流部77を設けている。従って、ノズル本体20の前端部20aに合流部77を設けることから、第2ノズル62から噴出されるアシストガスのエゼクタ作用により効果的に補助ノズル63からアシストガスを噴出することができる。
In the laser machining nozzle of the third embodiment, the
第3実施形態のレーザ加工用ノズルでは、第2ノズル62をラバール形状としている。従って、第1ノズル61から被切断部材に向けてレーザ光が照射され、第2ノズル62からレーザ光の照射位置の隣接位置にアシストガスが噴出される。アシストガスは、ラバール形状をなす第2ノズル62から噴出されることで、超音速まで加速されて噴出されることから、レーザ光により被切断部材が溶融した溶融部材を安定して的確に吹き飛ばして排出することができる。
In the laser machining nozzle of the third embodiment, the
第3実施形態のレーザ加工用ノズルでは、第2ノズルは、第1ノズル61と第2ノズル62が配列する径方向Xまたは径方向Xに交差する径方向Yの内径が軸方向Zにおいて変動している。従って、第2ノズル62における径方向Yの内径を軸方向において変動させると、第1ノズル61と第2ノズル62の干渉をなくして第2ノズル62を最適なラバール形状に設定することができる。また、第2ノズル62における径方向Xの内径を軸方向Zにおいて変動させると、ラバール形状をなす第2ノズル62を容易に形成することができる。
In the laser processing nozzle of the third embodiment, in the second nozzle, the inner diameter of the radial direction X where the
また、第3実施形態のレーザ加工装置にあっては、レーザ加工用ノズル11Bを備えている。従って、供給するアシストガス量を低減させたり、噴出するアシストガス量を増加させたりすることができ、溶融部材の排出を円滑に行うことで被切断部材の安定した加工を行うことができる。
Further, the laser processing apparatus of the third embodiment includes a
[第4実施形態]
図10は、第4実施形態のレーザ加工用ノズルを表す斜視図、図11は、レーザ加工用ノズルの断面を表す図10のXI−XI断面図、図12は、レーザ加工用ノズルの断面を表す図10のXII−XII断面図、図13は、レーザ加工用ノズルの断面を表す図10のXIII−XIII断面図である。なお、上述した実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
[Fourth Embodiment]
10 is a perspective view showing the laser processing nozzle of the fourth embodiment, FIG. 11 is a cross-sectional view of XI-XI of FIG. 10 showing a cross section of the laser processing nozzle, and FIG. 12 is a cross section of the laser processing nozzle. FIG. 10 is a cross-sectional view taken along the line XII-XII of FIG. 10, and FIG. 13 is a cross-sectional view taken along the line XIII-XIII of FIG. 10 showing a cross section of the nozzle for laser processing. Members having the same functions as those in the above-described embodiment are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
第4実施形態において、図10から図13に示すように、レーザ加工用ノズル11Cは、ノズル本体20と、第1ノズル81と、第2ノズル82と、補助ノズル83とを有している。ノズル本体20は、円柱形状をなし、内部に軸方向Zに沿って第1ノズル81と第2ノズル82と補助ノズル83が設けられている。ノズル本体20は、軸方向Zにおける前端部20aに第1ノズル81と第2ノズル82と補助ノズル83の前端部が開口し、軸方向Zにおける後端部20bに第1ノズル81と第2ノズル82の後端部が開口し、レーザ加工ヘッド(図示略)に固定され、外周部に20cに補助ノズル83の後端部が開口している。
In the fourth embodiment, as shown in FIGS. 10 to 13, the
第1ノズル81と第2ノズル82は、ノズル本体20の軸方向Zに沿ってほぼ平行をなすように配置されている。そして、第1ノズル81と第2ノズル82は、ノズル本体20の第1径方向Xに沿って配置される。このとき、第1ノズル81は、ノズル本体20の中心O1に位置し、第2ノズル82は、ノズル本体20の中心O1から第1径方向Xの一方側にずれた中心O2に位置する。一方、補助ノズル83は、第2ノズル82の径方向における外側に配置される。
The
第1ノズル81は、ノズル本体20の中心O1と同心状に軸方向Zに沿って形成され、真円形状をなしている。第1ノズル81は、ノズル本体20の前端部20a側に位置する第1通路91と、ノズル本体20の後端部20b側に位置する第2通路92とを有している。第1通路91は、軸方向Zに沿って内径寸法が一定で同径である。第2通路92は、軸方向Zの前端部20a側に向けて内径寸法が徐々に小径となる先細形状をなしている。第1ノズル81は、第2通路92から第1通路91に向けてレーザ光が通過可能であると共に、アシストガスが通過して前端部から噴出可能である。
The
第2ノズル82は、ノズル本体20の中心O1から径方向の一方側にずれた中心O2の位置に軸方向Zに沿って形成され、第1径方向Xに長い矩形形状をなしている。第2ノズル82は、ラバール形状をなしている。即ち、第2ノズル82は、ノズル本体20の前端部20a側に位置する第1通路93と、ノズル本体20の前端部20aと後端部20bの間に位置する第2通路94と、ノズル本体20の後端部20b側に位置する第3通路95とを有している。図11に示すように、第1通路93と第2通路94と第3通路95は、第1径方向Xの内径寸法が軸方向Zにおいて一定で同径である。
The
一方、図13に示すように、第1通路93は、第2径方向Yの内径寸法が軸方向Zの前端部20a側に向けて大径となる先太形状をなしている。第2通路94は、第2径方向Yの内径寸法が軸方向Zにおいて一定で同径である。第3通路95は、第2径方向Yの内径寸法が軸方向Zの前端部20a側に向けて小径となる先細形状をなしている。即ち、第2ノズル82は、ノズル本体20の後端部20b側から前端部20a側に向けて、第2径方向Yが第3通路95で先細形状であり、第2通路94で絞り形状であり、第1通路93で先太形状となっている。そして、第2ノズル82は、アシストガスを噴出可能である。
On the other hand, as shown in FIG. 13, the
ノズル本体20は、円柱形状をなし、前端外周部に2個の切欠部20dが形成されている。この2個の切欠部20dは、第2ノズル82の第1通路93と第2通路94の第2径方向Yの外側で、周方向に90度にわたって形成されている。そして、ノズル本体20は、2個の切欠部20dにそれぞれカバー部材96が固定されている。このカバー部材96は、コ字形状をなし、切欠部20dと同様の長さであり、このカバー部材96により補助ノズル83が形成されている。
The
補助ノズル83は、ノズル本体20にて、第2ノズル82における第2径方向Yの両側に形成された2個の第1通路97を有している。補助ノズル83の第1通路97は、ノズル本体20の切欠部20dとカバー部材96の内面とにより形成され、第2ノズル82に対して略平行をなして設けられている。第1通路97は、前端部が第2ノズル82におけるアシストガスの噴出部に連通し、後端部がノズル本体20の外周部20cに開口(取込部)しており、補助ノズル83は、第1通路97の前端部が第2ノズル82の噴出部に連通する位置に合流部98が設けられている。
The
そのため、図10から図13に示すように、レーザ加工用ノズル11Cが矢印T方向に移動するとき、第1ノズル81からレーザ光が照射されると共に、レーザ光の照射位置の周囲にアシストガスが噴出される。また、第2ノズル82からレーザ光の照射位置よりレーザ加工用ノズル11Cの移動方向Tの下流側にアシストガスが噴出される。このとき、第2ノズル82の第1通路93の前端部から噴出されるアシストガスにより合流部98を介して補助ノズル83の第1通路97に負圧が作用する。すると、補助ノズル83は、エゼクタ作用により外部の空気をアシストガスとして第1通路97に取り込み、この第1通路97からアシストガスを噴出する。レーザ光により被切断部材が溶融され、第1ノズル61から噴出されるアシストガスによりレーザ光の照射位置の周囲にある溶融部材が吹き飛ばされることで、第1ノズル81の先端部の閉塞が防止される。また、第2ノズル82及び補助ノズル83から噴出される超音速のアシストガスによりレーザ光の照射位置よりレーザ加工用ノズル11Cの移動方向Tの下流側にある溶融部材が吹き飛ばされて排出される。
Therefore, as shown in FIGS. 10 to 13, when the
このように第4実施形態のレーザ加工用ノズルにあっては、ノズル本体20は、第2ノズル82に隣接する先端外周部に切欠部20dを設け、この切欠部20dにカバー部材96を固定されることで、補助ノズル83を形成している。
As described above, in the nozzle for laser machining of the fourth embodiment, the
従って、補助ノズル83をノズル本体20の切欠部20dに固定したカバー部材96により形成することから、ノズル本体20の改造を最小限として製造コストの増加を抑制することができる。
Therefore, since the
[第5実施形態]
図14は、第5実施形態のレーザ加工用ノズルを表す斜視図、図15は、レーザ加工用ノズルの断面を表す図14のXV−XV断面図、図16は、レーザ加工用ノズルの断面を表す図14のXVI−XVI断面図、図17は、レーザ加工用ノズルの断面を表す図16のXVII−XVII断面図である。なお、上述した実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
[Fifth Embodiment]
14 is a perspective view showing the laser processing nozzle of the fifth embodiment, FIG. 15 is an XV-XV cross-sectional view of FIG. 14 showing a cross section of the laser processing nozzle, and FIG. 16 is a cross section of the laser processing nozzle. FIG. 14 is a cross-sectional view taken along the line XVI-XVI of FIG. 14, and FIG. 17 is a cross-sectional view taken along the line XVII-XVII of FIG. 16 showing a cross section of the nozzle for laser processing. Members having the same functions as those in the above-described embodiment are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
第5実施形態において、図14及び図17に示すように、レーザ加工用ノズル11Dは、ノズル本体20と、第1ノズル101と、第2ノズル102と、補助ノズル103とを有している。ノズル本体20は、円柱形状をなし、内部に軸方向Zに沿って第1ノズル101と第2ノズル102と補助ノズル103が設けられている。ノズル本体20は、軸方向Zにおける前端部20aに第1ノズル101と第2ノズル102と補助ノズル103の前端部が開口し、軸方向Zにおける後端部20bに第1ノズル101と第2ノズル102の後端部が開口し、レーザ加工ヘッド(図示略)に固定され、外周部20cに補助ノズル103の後端部が開口している。
In the fifth embodiment, as shown in FIGS. 14 and 17, the
第1ノズル101と第2ノズル102は、ノズル本体20の軸方向Zに沿ってほぼ平行をなすように配置されている。そして、第1ノズル101と第2ノズル102は、ノズル本体20の第1径方向Xに沿って配置される。このとき、第1ノズル101は、ノズル本体20の中心O1に位置し、第2ノズル102は、ノズル本体20の中心O1から第1径方向Xの一方側にずれた中心O2に位置する。一方、補助ノズル103は、第1ノズル101の径方向における外側に配置される。
The
第1ノズル101は、ノズル本体20の中心O1と同心状に軸方向Zに沿って形成され、真円形状をなしている。第1ノズル101は、ノズル本体20の前端部20a側に位置する第1通路111と、ノズル本体20の後端部20b側に位置する第2通路112とを有している。第1通路111は、軸方向Zに沿って内径寸法が一定で同径である。第2通路122は、軸方向Zの前端部20a側に向けて内径寸法が徐々に小径となる先細形状をなしている。第1ノズル101は、第2通路112から第1通路111に向けてレーザ光が通過可能であると共に、アシストガスが通過して前端部から噴出可能である。
The
第2ノズル102は、ノズル本体20の中心O1から径方向の一方側にずれた中心O2の位置に軸方向Zに沿ってそれぞれ形成され、径方向Xに長い形状をなしている。第2ノズル102は、ラバール形状をなしている。即ち、第2ノズル102は、ノズル本体20の前端部20a側に位置する第1通路113と、ノズル本体20の前端部20aと後端部20bの間に位置する第2通路114と、ノズル本体20の後端部20b側に位置する第3通路115とを有している。第1通路113は、内径寸法が軸方向Zの前端部20a側に向けて大径となる先太形状をなしている。第2通路114は、内径寸法が軸方向Zにおいて一定で同径である。第3通路115は、内径寸法が軸方向Zの前端部20a側に向けて小径となる先細形状をなしている。即ち、第2ノズル102は、ノズル本体20の後端部20b側から前端部20a側に向けて、第2径方向Yが第3通路115で先細形状であり、第2通路114で絞り形状であり、第1通路113で先太形状となっている。そして、第2ノズル102は、アシストガスを噴出可能である。
The
補助ノズル103は、ノズル本体20にて、第1ノズル101の第1通路111における第2径方向Yの両側に形成された2個の第1通路116を有している。補助ノズル103の第1通路116は、第1ノズル101に対して傾斜して配置されている。第1通路116は、前端部が第1ノズル101の第1通路111に連通し、後端部がノズル本体20の外周部20cに開口(取込部)している。第1通路116は、後端部から前端部に向けて第1ノズル101の第1通路111に向けて傾斜するように放射状に設けられ、第1ノズル101の前端面101aから所定距離だけ後端部側に連通されている。そのため、補助ノズル103は、第1通路116の前端部が第1ノズル101におけるアシストガスの噴出部に連通することとなり、ここに合流部117が設けられている。
The
また、レーザ加工用ノズル11Dは、ノズル本体20にて、第1ノズル101の先端部と第2ノズル102の先端部との間に連通部121が設けられている。連通部121は、第1ノズル101の第1通路111の先端部と、第2ノズル102の第1通路113の先端部との隔壁を軸方向Zに所定長さだけ切り欠いて形成されている。この連通部121は、軸方向の長さが第2通路114に到達しない長さであることが好ましい。
Further, in the
そのため、レーザ加工用ノズル11Dが矢印T方向に移動するとき、第1ノズル101からレーザ光が照射されると共に、レーザ光の照射位置の周囲にアシストガスが噴出される。このアシストガスは、先細形状をなす第2通路112で音速まで加速されて第1通路111の先端部から噴出される。
Therefore, when the
また、第2ノズル102からレーザ光の照射位置よりレーザ加工用ノズル11Dの移動方向Tの下流側にアシストガスが噴出される。このアシストガスは、先細形状をなす第3通路115で加速されて第2通路114で音速に至り、先太細形状をなす第1通路113で更に超音速まで加速されてこの第1通路113の先端部から噴出される。このとき、第2ノズル102の第1通路113の前端部から噴出されるアシストガスにより連通部121を介して合流部に117負圧が作用し、この合流部117の負圧が補助ノズル103の第1通路116に負圧が作用する。すると、補助ノズル103は、エゼクタ作用により外部の空気をアシストガスとして第1通路116に取り込み、この第1通路116からアシストガスを噴出する。すると、レーザ光により被切断部材が溶融され、第1ノズル101及び補助ノズル103から噴出される超音速のアシストガスによりレーザ光の照射位置の周囲にある溶融部材が吹き飛ばされることで、第1ノズル101の前端部の閉塞が防止される。また、第2ノズル102から噴出される超音速のアシストガスによりレーザ光の照射位置よりレーザ加工用ノズル11Dの移動方向Tの下流側にある溶融部材が吹き飛ばされて排出される。
Further, the assist gas is ejected from the
このように第5実施形態のレーザ加工用ノズルにあっては、第1ノズル101をラバール形状とし、一端部が第1ノズル101におけるアシストガスの噴出部に連通すると共に他端部が外部に開口する補助ノズル103を設けている。
As described above, in the laser machining nozzle of the fifth embodiment, the
従って、第1ノズル101から被切断部材に向けてレーザ光が照射されると共に、レーザ光の照射位置の周囲にアシストガスが噴出される。このとき、第2ノズル102をラバール形状とすることから、第2ノズル102からアシストガスを超音速で噴出することができる。また、第2ノズル102から噴出されるアシストガスにより補助ノズル103の噴出部に負圧が作用することで、補助ノズル103は、エゼクタ作用によりアシストガスを取り込み、前端部からこのアシストガスを噴出する。すると、アシストガスが第1ノズル101及び補助ノズル103から噴出されるため、レーザ光により被切断部材が溶融した溶融部材を効率良く排出することができる。
Therefore, the laser beam is irradiated from the
なお、上述した実施形態では、補助ノズルの後端部をノズル本体の外周部に開口したが、配管を通して空気や不活性ガス(窒素)などが貯留されるタンクに連結してもよい。 In the above-described embodiment, the rear end of the auxiliary nozzle is opened to the outer peripheral portion of the nozzle body, but it may be connected to a tank in which air, an inert gas (nitrogen), or the like is stored through a pipe.
また、上述した実施形態では、第2ノズルの噴射部における形状を矩形状としたが、正方形や長方形などの多角形、また、円形、長円形、楕円形などとしてもよい。また、第2ノズルの数は、1個に限らず、第1径方向Xに所定間隔を空けて複数設けてもよい。 Further, in the above-described embodiment, the shape of the injection portion of the second nozzle is rectangular, but it may be a polygon such as a square or a rectangle, or a circle, an oval, an ellipse, or the like. Further, the number of the second nozzles is not limited to one, and a plurality of second nozzles may be provided at predetermined intervals in the first radial direction X.
また、上述した実施形態では、ノズル本体を円柱形状とし、第1ノズルをノズル本体の中心O1に設け、第2ノズルをノズル本体の中心O1からずれた中心O2に設けたが、この構成に限定されるものではない。例えば、ノズル本体を楕円または長円形状としたり、角柱形状としたりしてもよい。また、第1ノズルをノズル本体の中心O1からずれて設けてもよい。 Further, in the above-described embodiment, the nozzle body has a cylindrical shape, the first nozzle is provided at the center O1 of the nozzle body, and the second nozzle is provided at the center O2 deviated from the center O1 of the nozzle body, but the configuration is limited to this. It is not something that is done. For example, the nozzle body may have an elliptical or oval shape, or a prismatic shape. Further, the first nozzle may be provided so as to be offset from the center O1 of the nozzle body.
10,10A レーザ加工装置
11,11A,11B,11C,11D レーザ加工用ノズル
12 レーザ光照射装置
13 アシストガス供給装置
20,40 ノズル本体
21,41,61,81,101 第1ノズル
22,42,63,83,103 補助ノズル
31,51,71,91,111 第1通路
32,52,72,92,112 第2通路
33,55,76,97,116 第1通路
34 第2通路
35 開口部(取込部)
36,56,77,98,117 合流部
53 円筒部材(筒部材)
62,82,102 第2ノズル
73,93,113 第1通路
74,94,114 第2通路
75,95,115 第3通路
96 カバー部材
121 連通部
L レーザ光
G1,G2 アシストガス
A 被切断部材
A1 表面
T 移動方向
O1,O2 中心
X 第1径方向
Y 第2径方向
Z 軸方向
10,10A
36, 56, 77, 98, 117
62, 82, 102
Claims (14)
前記ノズル本体の軸方向に沿って設けられてレーザ光を照射すると共にアシストガスを噴出する第1ノズルと、
一端部が前記第1ノズルにおけるアシストガスの噴出部に連通すると共に他端部がアシストガスの取込部に連通する補助ノズルと、
を備え、
第1ノズルは、前記ノズル本体の中心位置に軸方向に沿って設けられ、前記ノズル本体の中心位置からずれた位置に軸方向に沿うと共にラバール形状をなしてアシストガスを噴出する第2ノズルが設けられる、
ことを特徴とするレーザ加工用ノズル。 Nozzle body and
A first nozzle provided along the axial direction of the nozzle body to irradiate a laser beam and eject an assist gas,
An auxiliary nozzle in which one end communicates with the assist gas ejection portion of the first nozzle and the other end communicates with the assist gas intake portion.
Bei to give a,
The first nozzle is provided at the center position of the nozzle body along the axial direction, and the second nozzle that ejects the assist gas in a rubberal shape along the axial direction at a position deviated from the center position of the nozzle body. Provided,
A nozzle for laser machining that is characterized by this.
前記ノズル本体に軸方向に沿って設けられてレーザ光を通す第1ノズルと、
前記第1ノズルからずれた位置に軸方向に沿って設けられてアシストガスを噴出する第2ノズルと、
一端部が前記第2ノズルにおけるアシストガスの噴出部に連通すると共に他端部がアシストガスの取込部に連通する補助ノズルと、
を備えることを特徴とするレーザ加工用ノズル。 Nozzle body and
A first nozzle provided on the nozzle body along the axial direction and passing a laser beam,
A second nozzle provided along the axial direction at a position deviated from the first nozzle and ejecting an assist gas, and a second nozzle.
An auxiliary nozzle in which one end communicates with the assist gas ejection portion of the second nozzle and the other end communicates with the assist gas intake portion.
A nozzle for laser machining, which is characterized by being equipped with.
A laser processing apparatus comprising the nozzle for laser processing according to any one of claims 1 to 13.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2018048348A JP6924715B2 (en) | 2018-03-15 | 2018-03-15 | Laser processing nozzle and laser processing equipment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2018048348A JP6924715B2 (en) | 2018-03-15 | 2018-03-15 | Laser processing nozzle and laser processing equipment |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2019155448A JP2019155448A (en) | 2019-09-19 |
| JP6924715B2 true JP6924715B2 (en) | 2021-08-25 |
Family
ID=67995441
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2018048348A Active JP6924715B2 (en) | 2018-03-15 | 2018-03-15 | Laser processing nozzle and laser processing equipment |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6924715B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN121402861A (en) * | 2025-12-26 | 2026-01-27 | 四川阿斯特医疗器械有限公司 | A modular positioning and processing equipment for wheelchair parts |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3092021B2 (en) * | 1991-09-27 | 2000-09-25 | 三菱電機株式会社 | Cutting head of laser processing equipment |
| JPH09136183A (en) * | 1995-11-10 | 1997-05-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Laser processing device and its processing torch |
| JP6280720B2 (en) * | 2013-10-01 | 2018-02-14 | 三菱重工業株式会社 | Laser cutting device |
| JP6167055B2 (en) * | 2014-03-06 | 2017-07-19 | 三菱重工業株式会社 | Laser nozzle, laser processing apparatus, and laser processing method |
-
2018
- 2018-03-15 JP JP2018048348A patent/JP6924715B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2019155448A (en) | 2019-09-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5039757B2 (en) | Laser processing head in laser processing equipment | |
| JP6659746B2 (en) | Laser processing head to reduce contamination of protective window | |
| CN102256738B (en) | Laser machining nozzle for machining sheet metal | |
| JP7430424B2 (en) | Gas suction device and laser processing device | |
| JPWO2016135907A1 (en) | Optical processing nozzle and optical processing apparatus | |
| JP2013215786A (en) | Laser processing device, laser processing system, and laser processing method | |
| JP6924715B2 (en) | Laser processing nozzle and laser processing equipment | |
| US7214904B2 (en) | Method and apparatus for laser drilling with a jet nozzle | |
| CN109219497B (en) | Laser processing apparatus | |
| JP4555743B2 (en) | Laser processing head | |
| JPH0679489A (en) | Torch for laser beam machining | |
| CN113677475A (en) | Shielding gas nozzle for metal forming and laser metal forming device | |
| WO2018143241A1 (en) | Laser cutting method, nozzle of laser machining device, and laser machining device | |
| JP6920237B2 (en) | Laser processing nozzle and laser processing equipment | |
| JPH11245077A (en) | Laser processing head | |
| JPH11123578A (en) | Laser processing head | |
| JPH0740056A (en) | Plasma torch | |
| JPH0322279B2 (en) | ||
| JP6730032B2 (en) | Gas nozzle and laser gouging device | |
| JP3380319B2 (en) | Laser cutting method and laser cutting nozzle | |
| CN111727101A (en) | Gas supply device and laser processing head having the same | |
| JP2002103078A (en) | Laser welding method and apparatus | |
| JP7482647B2 (en) | Laser processing nozzle and laser processing device | |
| JP6723785B2 (en) | Laser surface processing equipment | |
| JP2025088046A (en) | Welding head |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200324 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210112 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210309 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20210706 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20210802 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6924715 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |