JPH11156579A - Methods for laser cutting, laser piercing, laser welding and laser decoration, and laser processing heads therefor - Google Patents
Methods for laser cutting, laser piercing, laser welding and laser decoration, and laser processing heads thereforInfo
- Publication number
- JPH11156579A JPH11156579A JP9315618A JP31561897A JPH11156579A JP H11156579 A JPH11156579 A JP H11156579A JP 9315618 A JP9315618 A JP 9315618A JP 31561897 A JP31561897 A JP 31561897A JP H11156579 A JPH11156579 A JP H11156579A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laser
- optical system
- optical
- processing head
- optical axis
- 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.)
- Abandoned
Links
Landscapes
- Lasers (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はレーザー切断方法、
レーザーピアス方法、レーザー溶接方法およびレーザー
加飾方法並びに前記各方法に使用するレーザー加工ヘッ
ドに関する。The present invention relates to a laser cutting method,
The present invention relates to a laser piercing method, a laser welding method, a laser decoration method, and a laser processing head used in each of the above methods.
【0002】[0002]
【従来の技術】レーザー出力が2kWクラスのレーザー
加工機による厚板のレーザー切断において実用に耐える
切断精度は、軟鋼板で板厚が約16mm〜19mm程
度、ステンレス鋼では15mm程度が限界であるとされ
ている。2. Description of the Related Art The cutting accuracy that can withstand practical use in laser cutting of a thick plate by a laser processing machine with a laser output of 2 kW class is limited to about 16 mm to 19 mm for mild steel sheet and about 15 mm for stainless steel. Have been.
【0003】突合わせ溶接加工においては、溶接線上に
デフォーカスしたレーザービームを照射し、このレーザ
ービームと相対的に被加工材を移動させる方法や、溶接
線上においてレーザービームを溶接線に交差する方向に
スキャニングすると同時にこのレーザービームと相対的
に被加工材を移動させて溶接加工を行う方法が知られて
いる。In the butt welding process, a method of irradiating a laser beam defocused on a welding line and moving a workpiece relative to the laser beam, a method of intersecting the laser beam on the welding line in a direction crossing the welding line, There is known a method in which a workpiece is moved relative to the laser beam at the same time when the workpiece is scanned and welding is performed.
【0004】なお、上記レーザー切断加工方法において
は、光学系でほぼ一点に集光されたレーザービームと被
加工材とを相対的に移動させると同時に、レーザービー
ムと同軸にアシストガスノズルから切断部に酸素ガスを
噴射させて切断加工を行っている。In the laser cutting method, the laser beam condensed at almost one point by the optical system and the workpiece are relatively moved, and at the same time, the laser beam is coaxially moved from the assist gas nozzle to the cutting section. Cutting is performed by injecting oxygen gas.
【0005】また、被加工材の表面に各種の模様をレー
ザービームで加工する方法、すなわちレーザー加飾方法
は被加工材を載置したワークテーブルをNC制御によっ
てレーザービームに対して相対的に移動させてレーザー
加飾を実施している。In a method of processing various patterns on a surface of a workpiece by a laser beam, that is, a laser decoration method, a work table on which a workpiece is mounted is moved relative to the laser beam by NC control. Laser decoration is being carried out.
【0006】レーザーピアスには連続出力レーザーを使
用する場合とパルス出力レーザーを使用する場合とがあ
る。[0006] Laser piercing includes a case where a continuous output laser is used and a case where a pulse output laser is used.
【0007】連続出力レーザーによるピアスでは、ピア
ス時間は短いが、スパッター(溶融金属の酸化生成物)
の飛散が多く、また、ピアス穴の周囲に盛上がりが形成
され、この盛上がりとレーザー加工ヘッドとが干渉した
り、スパッターがレーザー加工ヘッドのノズルに付着し
たりする。これに比較してパルス出力レーザーでは、ス
パッターの飛散は少ないがピアス時間が長いという特徴
がある。[0007] In the case of piercing with a continuous output laser, the piercing time is short, but spattering (oxidation product of molten metal)
Are scattered, and a bulge is formed around the pierced hole. The bulge interferes with the laser processing head, and spatter adheres to a nozzle of the laser processing head. In comparison with this, the pulse output laser is characterized in that spatter is less scattered but the piercing time is longer.
【0008】また、上述の従来のピアスが使用できる鋼
板の板厚は約16mm程度が限度である。[0008] The thickness of a steel plate that can be used with the above-mentioned conventional piercing is limited to about 16 mm.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】従来の切断加工方法を
使用したレーザー出力が2kWクラスのレーザー加工機
にあっては、光学系でほぼ一点に集光されたレーザービ
ームと同軸にアシストガスノズルから切断部に酸素ガス
を噴射させて切断加工を行っているので、厚板の切断時
においては切断の底部または先端部におけるアシストガ
スの圧力が弱くなり酸素ガスが十分に供給されなくな
り、酸化反応を伴う切断現象が維持できなくなるという
問題がある。In a laser processing machine with a laser output of 2 kW class using the conventional cutting processing method, the laser beam is cut from the assist gas nozzle coaxially with the laser beam condensed to almost one point by the optical system. The cutting process is performed by injecting oxygen gas into the part, so when cutting a thick plate, the pressure of the assist gas at the bottom or tip of the cutting becomes weak, oxygen gas is not sufficiently supplied, and an oxidation reaction occurs There is a problem that the cutting phenomenon cannot be maintained.
【0010】なおまた、レーザー出力が2kWクラスの
レーザー加工機において、16mm〜19mm以上の厚
板を切断するにはレーザー加工機を大型化する必要があ
るが、機械を大型化につれてレーザービームを伝送する
光学系の光路長も長くなり、またベンドミラーなどの光
学系でのレーザー出力の減衰も増加するので現実的には
前述以上の厚板を切断することは困難となり、場合によ
っては19mmの切断も保証されない。Further, in a laser processing machine having a laser output of 2 kW class, it is necessary to increase the size of the laser processing machine in order to cut a thick plate of 16 mm to 19 mm or more. The optical path length of the optical system to be extended becomes longer, and the attenuation of the laser output in the optical system such as a bend mirror also increases. Therefore, it is practically difficult to cut a thick plate more than the above, and in some cases, a cut of 19 mm. Nor is it guaranteed.
【0011】レーザーピアスにおいては、前述の如く、
スパッター(金属の溶融酸化物)の飛散が多く、また、
ピアス穴の周囲に盛上がりが形成され、この盛上がりと
レーザー加工ヘッドとが干渉したり、スパッターがレー
ザー加工ヘッドのノズルに付着したり、ピアス可能な鋼
板の板厚が約16mm程度が限度でがあるという問題が
ある。In the laser piercing, as described above,
A lot of spatter (molten metal oxide) is scattered,
A bulge is formed around the pierced hole, this bulge interferes with the laser processing head, spatter adheres to the nozzle of the laser processing head, and the thickness of a pierceable steel plate is limited to about 16 mm There is a problem.
【0012】突合わせ溶接加工においては、集光された
レーザービームのスポット径が極めて微小であるので、
溶接する部材間の間隙の寸法誤差の範囲が板厚の10%
程度以内に収める必要があり、溶接部材間の間隙の寸法
誤差の精度管理が厳しくなるという問題がある。さら
に、この間隙の寸法誤差は溶接速度が早くなるほど精度
を上げなければ溶接が困難になるという問題がある。In butt welding, the spot diameter of the focused laser beam is extremely small.
The dimensional error range of the gap between the members to be welded is 10% of the plate thickness
Therefore, there is a problem that the precision control of the dimensional error of the gap between the welding members becomes strict. Further, there is a problem that the dimensional error of the gap becomes difficult as the welding speed increases, unless the accuracy is improved.
【0013】また、従来のレーザー加飾方法において
は、被加工材を載置したワークテーブルをNC制御によ
って移動させているので、高速度で精度の高い加工が困
難であるという問題がある。Further, in the conventional laser decoration method, since the work table on which the workpiece is placed is moved by NC control, there is a problem that high-speed and high-precision processing is difficult.
【0014】本発明は上述の如き問題を解決するために
成されたものであり、本発明の課題は、出力が2kW程
度の中出力のレーザー加工機において、6kW程度の高
出力のレーザー加工機に相当する厚板切断が可能なレー
ザー切断方法および突合わせ溶接する部材間の間隙の寸
法誤差の許容範囲が大きく、ギャップ管理が容易な溶接
方法、並びに板厚25mm程度までの厚鋼板のピアスが
可能でスパッターの飛散が少なくかつピアス穴の周囲の
盛上がりが少ないピアス方法および被加工材の表面に各
種の模様を高速度で加工可能なレーザービームによる加
飾方法の提供と、前記各種加工方法に使用するレーザー
加工ヘッドを提供することである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a medium-power laser processing machine having an output of about 2 kW and a high-power laser processing machine having a power of about 6 kW. Laser cutting method capable of cutting thick plates equivalent to the above, welding method with large tolerance of dimensional error of gap between butt-welded members, easy gap management, and piercing of thick steel plates up to approximately 25 mm in thickness A piercing method capable of reducing scattering of spatter and having a small bulge around a piercing hole and a decoration method using a laser beam capable of processing various patterns on the surface of a workpiece at a high speed. It is to provide a laser processing head to be used.
【0015】[0015]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する手段
として、請求項1に記載のレーザー切断方法は、レーザ
ー加工ヘッドのレーザービーム集光用光学系により集光
されたレーザービームを前記集光用光学系の光軸から偏
心させる偏心用光学系を設け、該偏心用光学系により偏
心させられて焦点位置に集光した微小なレーザービーム
スポットを前記集光用光学系の軸心を中心に回転させる
と同時に、前記レーザー加工ヘッドのアシストガスノズ
ルからアシストガスを被加工材の切断部に供給し、前記
光軸と該被加工材とを相対的に移動させることにより被
加工材を切断することを要旨とするものである。According to a first aspect of the present invention, there is provided a laser cutting method comprising the steps of: collecting a laser beam focused by a laser beam focusing optical system of a laser processing head; An eccentric optical system for decentering from the optical axis of the optical system is provided, and a small laser beam spot that is decentered by the eccentric optical system and condensed at a focal position is centered on the axis of the optical system for condensing. Rotating and simultaneously supplying the assist gas from the assist gas nozzle of the laser processing head to the cutting portion of the workpiece, and cutting the workpiece by relatively moving the optical axis and the workpiece. It is the gist.
【0016】請求項2に記載のレーザー切断方法は、請
求項1に記載のレーザー切断方法において、前記偏心用
光学系が前記集光用光学系の光軸に傾斜角度αで回転駆
動自在に設けた板厚tのオプチカルフラットであること
を要旨とするものである。According to a second aspect of the present invention, in the laser cutting method according to the first aspect, the eccentric optical system is rotatably provided on the optical axis of the condensing optical system at an inclination angle α. The gist is that it is an optical flat having a plate thickness t.
【0017】請求項3に記載のレーザー切断方法は、請
求項2に記載のレーザー切断方法において、前記傾斜角
度αが10度±5度および板厚tが5mm±2.5mm
であることを要旨とするものである。According to a third aspect of the present invention, in the laser cutting method according to the second aspect, the inclination angle α is 10 degrees ± 5 degrees and the thickness t is 5 mm ± 2.5 mm.
The gist is that
【0018】請求項4に記載のレーザー切断方法は、請
求項1に記載のレーザー切断方法において、前記集光用
光学系は集光レンズを入射ビーム光軸に対して偏心させ
て設けると共に該入射ビーム光軸を軸心に回転自在に設
け、該集光レンズ自身を偏心用光学系としたことを要旨
とするものである。A laser cutting method according to a fourth aspect of the present invention is the laser cutting method according to the first aspect, wherein the converging optical system is provided with a converging lens decentered with respect to an incident beam optical axis and the light is incident on the converging lens. The gist is that the beam optical axis is rotatably provided about the axis, and the condenser lens itself is an optical system for decentering.
【0019】請求項5に記載のレーザー切断方法は、請
求項1に記載のレーザー切断方法において、前記集光用
光学系は集光レンズを入射ビーム光軸に対して傾斜角α
で設けると共に該入射ビーム光軸を軸心に回転自在に設
け、該集光レンズ自身を偏心用光学系としたことを要旨
とするものである。According to a fifth aspect of the present invention, in the laser cutting method according to the first aspect, the converging optical system includes a converging lens that tilts the converging lens with respect to an incident beam optical axis by an angle α.
And the optical axis of the incident beam is rotatably provided about an axis, and the condensing lens itself is an optical system for decentering.
【0020】請求項6に記載のレーザ切断方法は、前記
集光用光学系は、Fナンバーが最大16mm程度の薄板
切断時の定数より2倍前後にされ、前記アシストガスノ
ズルから供給されるガスは、60〜300Nl/min
のガス流量の疑似ガウス的なアシストガスにされている
ことを要旨とする。According to a sixth aspect of the present invention, in the laser cutting method, the condensing optical system has an F number that is about twice as large as a constant when cutting a thin plate having a maximum of about 16 mm, and the gas supplied from the assist gas nozzle is , 60-300Nl / min
The point is that the gas flow rate is set to a pseudo Gaussian assist gas.
【0021】請求項7記載のレーザー切断方法は、前記
アシストガスノズルのガス圧は0.2〜0.6barに
されていることを要旨とする。According to a seventh aspect of the present invention, the gas pressure of the assist gas nozzle is set to 0.2 to 0.6 bar.
【0022】したがって、請求項1〜請求項7に記載の
レーザー切断方法によれば、集光されたレーザーの微小
なビームスポットが、切断ライン上を回転しながら鋼板
の切断フロント(切断過程にある領域)の一部分を少し
ずつ切断(蒸発)または除去していく。この切断フロン
トの深さは微小量であるので、酸素などのアシストガス
が切断フロントの底部まで十分に供給され、酸化反応が
活発となり反応熱を発生すると共に、アシストガスによ
って溶融した金属等の排出が直ちにおこなわれるので、
鋼板は切断幅B(2×回転半径)で切断が進行すること
になる。また上記切断過程において、前記ビームスポッ
トが1回転したときに除去される鋼板Wの切断フロント
部分の体積は、送り量ΔLを少なくすれば、三日月状部
分の面積(S)×微小深さ(ΔH)だけとなるので、こ
の切断フロント部分の体積は微小なものとなり、レーザ
ービームの度重なる回転によって、材料は結果的に前も
って予熱されている状態が形成されるので、昇温が助長
され2kW前後の中出力のレーザー加工機においても2
5mm程度の厚板鋼板が切断が可能となる。Therefore, according to the laser cutting method of the present invention, the minute beam spot of the condensed laser beam is rotated on the cutting line while the cutting front of the steel sheet (in the cutting process). Area) is cut (evaporated) or removed little by little. Since the depth of the cutting front is very small, assist gas such as oxygen is sufficiently supplied to the bottom of the cutting front, and the oxidation reaction is activated to generate heat of reaction, and discharge of metal and the like melted by the assist gas. Is performed immediately,
The cutting of the steel sheet proceeds with a cutting width B (2 × rotation radius). Further, in the above cutting process, the volume of the cutting front portion of the steel sheet W removed when the beam spot makes one rotation can be reduced by reducing the feed amount ΔL by the area of the crescent-shaped portion (S) × the minute depth (ΔH). ), The volume of this cutting front portion becomes very small, and the repeated rotation of the laser beam results in a state in which the material is pre-heated in advance. Medium power laser processing machine
A thick steel plate of about 5 mm can be cut.
【0023】請求項8に記載のレーザー溶接方法は、レ
ーザー加工ヘッドのレーザービーム集光用光学系により
集光されたレーザービームを前記集光用光学系の光軸か
ら偏心させる偏心用光学系を設け、該偏心用光学系によ
り偏心させられて焦点位置に集光した微小なレーザービ
ームスポットを前記集光用光学系の軸心を中心に回転さ
せると同時に、被加工材の溶接ラインにそって前記レー
ザー加工ヘッドの光軸を相対的に移動させることにより
被溶接材を溶接することを要旨とするものである。According to a eighth aspect of the present invention, there is provided a laser welding method, comprising: an eccentric optical system for eccentrically deviating a laser beam focused by a laser beam focusing optical system of a laser processing head from an optical axis of the focusing optical system. A small laser beam spot decentered by the eccentric optical system and condensed at the focal position is rotated about the axis of the optical system for condensing, and simultaneously along the welding line of the workpiece. The gist of the invention is to weld the workpiece by relatively moving the optical axis of the laser processing head.
【0024】請求項9に記載のレーザー溶接方法は、請
求項8に記載のレーザー溶接方法において、前記偏心用
光学系が前記集光用光学系の光軸に傾斜角度αで回転駆
動自在に設けた板厚tのオプチカルフラットであること
を要旨とするものである。According to a ninth aspect of the present invention, in the laser welding method according to the eighth aspect, the eccentric optical system is rotatably provided on the optical axis of the condensing optical system at an inclination angle α. The gist is that it is an optical flat having a plate thickness t.
【0025】請求項10に記載のレーザー溶接方法は、
請求項9に記載のレーザー溶接方法において、前記傾斜
角度αが20度±15度および前記板厚tが5mm±
2.5mmあることを要旨とするものである。[0025] The laser welding method according to claim 10 is
10. The laser welding method according to claim 9, wherein the inclination angle α is 20 degrees ± 15 degrees and the plate thickness t is 5 mm ±.
The point is that the length is 2.5 mm.
【0026】したがって、請求項8〜請求項10に記載
のレーザー溶接方法によれば、微小なレーザービームス
ポットを光軸を中心にして回転させるので、溶接ギャッ
プが多少変動しても溶接欠陥を生じることなく良好な溶
接を行うことができる。Therefore, according to the laser welding method of the present invention, since a minute laser beam spot is rotated about the optical axis, a welding defect is generated even if the welding gap fluctuates slightly. A good welding can be performed without any.
【0027】請求項11に記載のレーザー加飾方法は、
レーザー加工ヘッドのレーザービーム集光用光学系によ
り集光されたレーザービームを前記集光用光学系の光軸
から偏心させる偏心用光学系を設け、該偏心用光学系に
より偏心させられて焦点位置に集光した微小なレーザー
ビームスポットを前記集光用光学系の軸心を中心に回転
させると同時に、被加工材を前記レーザー加工ヘッドの
光軸に対して相対的に移動させることにより被加工材の
表面に模様を描くことを要旨とするものである。[0027] The laser decorating method according to claim 11 is characterized in that:
An eccentric optical system for eccentrically deviating a laser beam condensed by a laser beam condensing optical system of a laser processing head from the optical axis of the condensing optical system is provided, and a focal position is decentered by the eccentric optical system. At the same time as rotating the minute laser beam spot focused on the axis of the focusing optical system, the workpiece is moved relative to the optical axis of the laser processing head. The point is to draw a pattern on the surface of the material.
【0028】請求項12に記載のレーザー加飾方法は、
請求項11に記載のレーザー加飾方法において、前記偏
心用光学系が前記集光用光学系の光軸を軸心に回転駆動
自在に設けた少なくとも1個以上のプリズム(光学ウエ
ッジ)からなることを要旨とするものである。The laser decorating method according to claim 12 is
12. The laser decoration method according to claim 11, wherein the decentering optical system includes at least one or more prisms (optical wedges) that are rotatably driven around the optical axis of the focusing optical system. It is the gist.
【0029】請求項13に記載のレーザー加飾方法は、
請求項12に記載のレーザー加飾方法において、前記プ
リズム(光学ウエッジ)が一定距離をおいて設けた2個
のプリズム(光学ウエッジ)からなり、該プリズム(光
学ウエッジ)のそれぞれを独立して正逆方向に回転駆動
自在に設けたことを要旨とするものである。The laser decorating method according to claim 13 is
13. The laser decorating method according to claim 12, wherein the prism (optical wedge) includes two prisms (optical wedge) provided at a fixed distance, and each of the prisms (optical wedge) is independently positive. The gist of the present invention is to provide rotatable driving in the opposite direction.
【0030】したがって、請求項11〜請求項13に記
載のレーザー加飾方法によれば、偏心用光学系によって
集光されたレーザービームを回転させると共に被加工材
をレーザー加工ヘッドの光軸に対して移動させることに
より各種の模様を被加工材の表面に描くことができる。Therefore, according to the laser decoration method of the present invention, the laser beam condensed by the eccentric optical system is rotated and the workpiece is moved with respect to the optical axis of the laser processing head. By moving the workpiece, various patterns can be drawn on the surface of the workpiece.
【0031】請求項14に記載のレーザーピアス方法
は、レーザー加工ヘッドのレーザービーム集光用光学系
により集光されたレーザービームを前記集光用光学系の
光軸から偏心させる偏心用光学系を設け、該偏心用光学
系により偏心させられて焦点位置に集光した微小なレー
ザービームスポットを前記集光用光学系の軸心を中心に
回転させると同時に、前記レーザー加工ヘッドのアシス
トガスノズルからアシストガスを被加工材の切断部に供
給し、該被加工材に貫通穴加工を行うことを要旨とする
ものである。According to a fourteenth aspect of the present invention, there is provided a laser piercing method, wherein the laser beam focused by the laser beam focusing optical system of the laser processing head is decentered from the optical axis of the focusing optical system. A minute laser beam spot decentered by the eccentric optical system and condensed at the focal position is rotated about the axis of the converging optical system, and assisted by an assist gas nozzle of the laser processing head. The gist of the present invention is to supply a gas to a cut portion of a workpiece and to perform through-hole processing in the workpiece.
【0032】したがって、請求項14に記載のレーザー
ピアス方法によれば、集光したレーザーの微小なビーム
スポットが、回転しながら鋼板の切断フロント(切断過
程にある領域)の一部分を少しずつ切断(蒸発)または
除去していく。この切断フロントの深さは微小なので、
酸素などのアシストガスが切断フロントの底部まで十分
に供給され、酸化反応が活発となり反応熱を発生する。
また、アシストガスによって溶融した金属等の排出が直
ちにおこなわれるので、2kW前後の中出力のレーザー
加工機においても25mm程度の厚板鋼板のレーザーピ
アスが可能となる。Therefore, according to the laser piercing method of the present invention, the minute beam spot of the condensed laser cuts a part of the cutting front (the area in the cutting process) of the steel sheet little by little while rotating. Evaporation) or removing. Since the depth of this cutting front is very small,
Assist gas such as oxygen is sufficiently supplied to the bottom of the cutting front, and the oxidation reaction is activated to generate reaction heat.
Further, since the molten metal or the like is discharged immediately by the assist gas, a laser piercing of a thick steel plate having a thickness of about 25 mm is possible even with a medium-power laser processing machine of about 2 kW.
【0033】請求項15に記載のレーザーピアス方法
は、請求項14に記載のレーザーピアス方法において、
前記レーザービーム集光用光学系に入射するレーザービ
ームにパルスレーザーを使用し、該パルスレーザーの周
波数およびパルスデューティーをピアス加工開始時は低
く設定し、ピアス加工の進行と共に前記周波数とパルス
デューティーとをレーザー出力が指令値になるまで階段
的に増加させてピアス加工を完了させることを要旨とす
るものである。The laser piercing method according to claim 15 is the laser piercing method according to claim 14,
A pulse laser is used for the laser beam incident on the laser beam focusing optical system, and the frequency and the pulse duty of the pulse laser are set low at the start of piercing, and the frequency and the pulse duty are set with the progress of the piercing. The gist is to complete the piercing process by increasing the laser output stepwise until the laser output reaches the command value.
【0034】請求項16に記載のレーザーピアス方法
は、請求項14、請求項15に記載のレーザーピアス方
法において、前記偏心用光学系が前記集光用光学系の光
軸に傾斜角度αで回転駆動自在に設けた板厚tのオプチ
カルフラットであることを要旨とするものである。The laser piercing method according to claim 16 is the laser piercing method according to claim 14 or 15, wherein the eccentric optical system rotates at an inclination angle α around the optical axis of the condensing optical system. The gist of the invention is that it is an optical flat with a thickness t provided so as to be freely driven.
【0035】請求項17に記載のレーザーピアス方法
は、請求項14、請求項15に記載のレーザーピアス方
法において、前記集光レンズを入射ビーム光軸に対して
偏心させて設けると共に該入射ビーム光軸を軸心に回転
自在に設け、該集光レンズ自身を偏心用光学系としたこ
とを要旨とするものである。The laser piercing method according to a seventeenth aspect is the laser piercing method according to the fourteenth or fifteenth aspect, wherein the condenser lens is provided so as to be eccentric with respect to the optical axis of the incident beam and the incident beam light is provided. The gist of the invention is that the shaft is rotatably provided about the axis, and the condenser lens itself is an optical system for decentering.
【0036】請求項18に記載のレーザーピアス方法
は、請求項14、請求項15に記載のレーザーピアス方
法において、前記集光レンズを入射ビーム光軸に対して
傾斜角αで設けると共に該入射ビーム光軸を軸心に回転
自在に設け、該集光レンズ自身を偏心用光学系としたこ
とを要旨とするものである。The laser piercing method according to claim 18 is the laser piercing method according to claims 14 and 15, wherein the condenser lens is provided at an inclination angle α with respect to the optical axis of the incident beam, and The gist is that the optical axis is rotatably provided around the axis, and the condenser lens itself is an optical system for decentering.
【0037】請求項19に記載のレーザピアス方法は、
前記集光用光学系は、Fナンバーが最大16mm程度の
薄板切断時の定数より2倍前後にされ、前記アシストガ
スノズルから供給されるガスは、60〜300Nl/m
inのガス流量の疑似ガウス的なアシストガスにされて
いることを要旨とする。The laser piercing method according to claim 19 is characterized in that:
The condensing optical system has an F-number approximately twice as large as a constant for cutting a thin plate having a maximum of about 16 mm, and the gas supplied from the assist gas nozzle is 60 to 300 Nl / m2.
The gist is that the assist gas is a pseudo-Gaussian assist gas having a gas flow rate of in.
【0038】請求項20に記載のレーザーピアス方法
は、前記アシストガスノズルのガス圧は0.2〜0.6
barにされていることを要旨とする。The laser piercing method according to claim 20, wherein the gas pressure of the assist gas nozzle is 0.2 to 0.6.
The gist should be bar.
【0039】したがって、請求項14〜請求項20に記
載のレーザーピアス方法によれば、2kW前後の中出力
のレーザー加工機においても25mm程度の厚板鋼板の
レーザーピアスが可能となることに加え、パルスレーザ
ーを使用して、このパルスレーザーの周波数およびパル
スデューティーをピアス加工開始時は低く設定し、ピア
ス加工の進行と共に前記周波数とパルスデューティーと
をレーザー出力が指令値になるまで階段的に増加させて
ピアス加工を完了させる様にしたので、スパッター(溶
融金属の酸化生成物)の飛散が少なく、ピアス穴の周囲
に盛上がりが形成されない。Therefore, according to the laser piercing method according to claims 14 to 20, a laser piercing of a steel plate having a thickness of about 25 mm is possible even in a medium power laser processing machine of about 2 kW. Using a pulse laser, the frequency and pulse duty of this pulse laser are set low at the start of piercing, and as the piercing proceeds, the frequency and pulse duty are increased stepwise until the laser output reaches the command value. Since the piercing process is completed, spattering (oxidation product of molten metal) is less scattered, and no bulge is formed around the piercing hole.
【0040】請求項21に記載のレーザー加工ヘッド
は、レーザー加工装置のレーザー加工ヘッドにおいて、
レーザービーム集光用光学系の下方位置にレーザービー
ムを前記集光用光学系の光軸から偏心させる回転駆動自
在の偏心用光学系を設けると共に前記偏心用光学系から
のレーザービームを通過させると同時にアシストガスを
同軸に噴射させるアシストガスノズルとを設けたことを
要旨とするものである。A laser processing head according to a twenty-first aspect is a laser processing head of a laser processing apparatus,
When an eccentric optical system that is rotatably driven to eccentric the laser beam from the optical axis of the optical system for focusing is provided at a position below the optical system for focusing the laser beam, and the laser beam from the optical system for eccentricity is passed. The gist of the invention is to provide an assist gas nozzle for simultaneously injecting the assist gas coaxially.
【0041】請求項22に記載のレーザー加工ヘッド
は、請求項21に記載のレーザー加工ヘッドにおいて、
前記偏心用光学系が前記集光用光学系の光軸に傾斜角度
αで回転駆動自在に設けた板厚tのオプチカルフラット
であることを要旨とするものである。The laser processing head according to claim 22 is the laser processing head according to claim 21,
The gist of the invention is that the decentering optical system is an optical flat having a plate thickness t provided rotatably at an inclination angle α on the optical axis of the condensing optical system.
【0042】請求項23に記載のレーザー加工ヘッド
は、請求項22に記載のレーザー加工ヘッドにおいて、
前記傾斜角度αが10度±5度および板厚tが5mm±
2.5mmであることを要旨とするものである。The laser processing head according to claim 23 is the laser processing head according to claim 22,
The inclination angle α is 10 degrees ± 5 degrees and the plate thickness t is 5 mm ±
The point is to be 2.5 mm.
【0043】請求項24に記載のレーザー加工ヘッド
は、請求項21に記載のレーザー加工ヘッドにおいて、
前記集光用光学系は集光レンズを入射ビーム光軸に対し
て偏心させて設けると共に該入射ビーム光軸を軸心に回
転自在に設け、該集光レンズ自身を偏心用光学系とした
ことを要旨とするものである。The laser processing head according to claim 24 is the laser processing head according to claim 21,
The condensing optical system is provided such that the condensing lens is decentered with respect to the incident beam optical axis, and the incident beam optical axis is rotatably provided about the axis, and the condensing lens itself is used as the decentering optical system. It is the gist.
【0044】請求項25に記載のレーザー加工ヘッド
は、請求項21に記載のレーザー加工ヘッドにおいて、
前記集光用光学系は集光レンズを入射ビーム光軸に対し
て傾斜角αで設けると共に該入射ビーム光軸を軸心に回
転自在に設け、該集光レンズ自身を偏心用光学系とした
ことを要旨とするものである。The laser processing head according to claim 25 is the laser processing head according to claim 21,
The condensing optical system is provided with a condensing lens at an inclination angle α with respect to the incident beam optical axis, and is provided rotatably around the incident beam optical axis, and the condensing lens itself is used as an eccentric optical system. The gist is that.
【0045】したがって、請求項21〜請求項25に記
載のレーザー加工ヘッドによれば、集光されたレーザー
の微小なビームスポットが、切断ライン上を回転しなが
ら被加工材の切断フロント(切断過程にある領域)の一
部分を少しずつ切断(蒸発)または除去する。しかし、
レーザービームが1回転して除去する切断フロントの深
さは微小であるので、酸素などのアシストガスが切断フ
ロントの底部まで十分に供給され酸化反応熱を多量に発
生すると共に、アシストガスによって溶融した金属等の
排出が直ちに行われる。また被加工材は「2×回転半
径」の切断幅で切断され、レーザービームが1回転した
ときに除去される被加工材の切断フロント部分の体積
は、送り量を少なくすれば除去される切断フロント部分
の体積は微小なものとなり、2kW前後の中出力のレー
ザー加工機において25mm程度の厚板鋼板が切断が可
能となる。Therefore, according to the laser processing head of the present invention, the minute beam spot of the condensed laser beam is rotated on the cutting line while the cutting front of the workpiece (the cutting process). A small portion (evaporation) or removal. But,
Since the depth of the cutting front that is removed by one rotation of the laser beam is very small, assist gas such as oxygen is sufficiently supplied to the bottom of the cutting front to generate a large amount of heat of oxidation reaction and melt by the assist gas. Discharge of metal etc. is performed immediately. Also, the workpiece is cut with a cutting width of "2 x radius of rotation", and the volume of the cutting front part of the workpiece removed when the laser beam makes one rotation can be removed by reducing the feed amount. The volume of the front portion is very small, and a thick steel plate of about 25 mm can be cut by a medium-power laser processing machine of about 2 kW.
【0046】請求項26に記載のレーザー加工ヘッド
は、請求項21または請求項22に記載のレーザー加工
ヘッドにおいて、前記傾斜角度αが20度±15度およ
び前記板厚tが5mm±2.5mmあることを要旨とす
るものである。The laser processing head according to claim 26 is the laser processing head according to claim 21 or 22, wherein the inclination angle α is 20 degrees ± 15 degrees and the plate thickness t is 5 mm ± 2.5 mm The point is that there is something.
【0047】したがって、請求項26に記載のレーザー
加工ヘッドによれば、微小なレーザービームスポットを
光軸を中心にして回転させるので、溶接ギャップが多少
変動しても溶接欠陥を生じることなく良好な溶接を行う
ことができる。Therefore, according to the laser processing head of the present invention, since the minute laser beam spot is rotated about the optical axis, even if the welding gap fluctuates somewhat, good welding can be achieved without any welding defect. Welding can be performed.
【0048】請求項27に記載のレーザー加工ヘッド
は、請求項21に記載のレーザー加工ヘッドにおいて、
前記偏心用光学系が前記集光用光学系の光軸を軸心に回
転駆動自在に設けた少なくとも1個以上のプリズム(光
学ウエッジ)からなることを要旨とするものである。The laser processing head according to claim 27 is the laser processing head according to claim 21,
The eccentric optical system comprises at least one or more prisms (optical wedges) rotatably driven around the optical axis of the condensing optical system.
【0049】請求項28に記載のレーザー加工ヘッド
は、請求項27に記載のレーザー加工ヘッドにおいて、
前記プリズム(光学ウエッジ)が一定距離をおいて設け
た2個のプリズム(光学ウエッジ)からなり、該プリズ
ム(光学ウエッジ)のそれぞれを独立して正逆方向に回
転駆動自在に設けたことを要旨とするものである。The laser processing head according to claim 28 is the laser processing head according to claim 27,
The prism (optical wedge) is composed of two prisms (optical wedge) provided at a fixed distance, and each of the prisms (optical wedge) is independently rotatably driven in forward and reverse directions. It is assumed that.
【0050】したがって、請求項27、請求項28に記
載のレーザー加工ヘッドによれば、偏心用光学系によっ
て集光されたレーザービームを回転させると共に被加工
材をレーザー加工ヘッドの光軸に対して移動させること
により各種の模様を被加工材の表面に描くことができ
る。Therefore, according to the laser processing head according to the twenty-seventh and twenty-eighth aspects, the laser beam condensed by the eccentric optical system is rotated and the workpiece is moved with respect to the optical axis of the laser processing head. By moving, various patterns can be drawn on the surface of the workpiece.
【0051】[0051]
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
によって説明する。図1には本発明に係わるレーザー加
工ヘッドの第1の実施形態が示してある。図1を参照す
るに、レーザー加工ヘッド1は、例えば炭酸ガスガスレ
ーザー発振器(図示省略)からのレーザービームを集光
する集光レンズを備えたレンズユニット3を装着したレ
ンズユニット装着部材5と、このレンズユニット装着部
材5に順次結合した4個の筒体とノズルなどから構成し
てある。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a first embodiment of a laser processing head according to the present invention. Referring to FIG. 1, a laser processing head 1 includes, for example, a lens unit mounting member 5 having a lens unit 3 provided with a condenser lens for condensing a laser beam from a carbon dioxide gas laser oscillator (not shown), It is composed of four cylinders, nozzles and the like which are sequentially coupled to the lens unit mounting member 5.
【0052】前記レンズユニット装着部材5の軸心に
は、レンズユニット3を取付けるためのねじ穴7が設け
てあり、このねじ穴7にレンズユニット3に設けた雄ね
じ部9を螺合してある。なお、レンズユニット3にはレ
ーザービームLBを集光する適宜な集光レンズ11が設
けてある。A screw hole 7 for mounting the lens unit 3 is provided at the axis of the lens unit mounting member 5, and a male screw portion 9 provided on the lens unit 3 is screwed into the screw hole 7. . The lens unit 3 is provided with a suitable condenser lens 11 for condensing the laser beam LB.
【0053】前記レンズユニット装着部材5の内部に
は、このレンズユニット装着部材5を冷却するための適
宜な温度の冷却液を流通させる冷却液流路13が設けて
あり、この冷却液流路13には冷却液供給口15から、
例えば水などの冷却液が供給され、冷却液供給口15か
ら供給された冷却液は冷却液排出口(図示省略)から排
出されるようになっている。Inside the lens unit mounting member 5, there is provided a cooling liquid channel 13 through which a cooling liquid of an appropriate temperature for cooling the lens unit mounting member 5 flows. From the coolant supply port 15
For example, a coolant such as water is supplied, and the coolant supplied from the coolant supply port 15 is discharged from a coolant discharge port (not shown).
【0054】上記構成により、前記レンズユニット3は
レンズユニット装着部材5を介して適宜な温度に冷却す
ることができる。したがって、前記集光レンズ11を適
宜な温度に維持することができる。With the above configuration, the lens unit 3 can be cooled to an appropriate temperature via the lens unit mounting member 5. Therefore, the condenser lens 11 can be maintained at an appropriate temperature.
【0055】前記レンズユニット装着部材5の下部に
は、第1筒体17が複数のボルト19により一体的に結
合してある。また、この第1筒体17の下部には、第1
筒体17と外径がほぼ等しい第2筒体21が一体的に結
合してある。なお、第1筒体17と第2筒体21との結
合は、第1筒体17の下部に設けたフランジ部23と第
2筒体21の上部に設けたフランジ部25とを複数のボ
ルト27によって結合してある。A first cylindrical body 17 is integrally connected to a lower portion of the lens unit mounting member 5 by a plurality of bolts 19. In addition, the first cylindrical body 17 has a first
A second cylinder 21 having an outer diameter substantially equal to that of the cylinder 17 is integrally connected. In addition, the first cylindrical body 17 and the second cylindrical body 21 are connected by a plurality of bolts formed by a flange 23 provided at a lower part of the first cylindrical body 17 and a flange 25 provided at an upper part of the second cylindrical body 21. 27.
【0056】前記第2筒体21の下端部には、内径部に
ベアリング取付け部を備えた環状部材29が複数のボル
ト31によって取付けてある。また、前記第2筒体21
の上部の内径部にもベアリング取付け部が設けてあり、
この環状部材29のベアリング取付け部と、第2筒体2
1のベアリング取付け部とに外輪を固定して取付けた上
下のベアリング33の内輪に回転筒35が回転自在に軸
支してある。なお、前記上下に設けたベアリング33は
ベアリング押さえ34によって固定してある。At the lower end of the second cylindrical body 21, an annular member 29 having a bearing mounting portion on the inner diameter is mounted by a plurality of bolts 31. Further, the second cylindrical body 21
There is also a bearing mounting part at the upper inside diameter of
The bearing mounting portion of the annular member 29 and the second cylindrical body 2
A rotating cylinder 35 is rotatably supported on inner rings of upper and lower bearings 33 which are fixedly attached to the outer ring to the first bearing mounting portion. The upper and lower bearings 33 are fixed by bearing retainers 34.
【0057】この回転筒35の外径部には従動プーリー
37がボルトなどにより取付けてある。また、前記第2
筒体21にはモーターブラケット39が一体的に側部に
張出して設けてあり、このモーターブラケット39の上
面にはモーターベース41が移動固定自在に設けてあ
る。そして、このモーターベース41上に前記回転筒3
5を回転駆動するためのモーター43が設置してある。
このモーター43の出力軸45には駆動プーリー47が
取付けてあり、この駆動プーリー47と前記従動プーリ
ー37との間に駆動ベルト49が掛け回してある。A driven pulley 37 is attached to the outer diameter of the rotary cylinder 35 by bolts or the like. In addition, the second
A motor bracket 39 is integrally provided on the cylindrical body 21 so as to protrude to the side. A motor base 41 is provided on the upper surface of the motor bracket 39 so as to be movable and fixed. The rotating cylinder 3 is placed on the motor base 41.
5 is provided with a motor 43 for rotationally driving the motor 5.
A drive pulley 47 is attached to the output shaft 45 of the motor 43, and a drive belt 49 is looped between the drive pulley 47 and the driven pulley 37.
【0058】なお、前記従動プーリー37、駆動プーリ
ー49および駆動ベルト47には歯付きプーリーおよび
歯付きベルトを使用するのが望ましい。また、前記駆動
ベルト49は、前記第2筒体21の側部に設けた窓51
を介して両プーリー間に掛け回してある。また、前記回
転筒35の上部には前記レーザービームLBを光軸55
に対して偏心させる偏心用光学系として、厚さt(m
m)のオプチカルフラット53を前記レーザービームL
Bの光軸55に角度αで支持する環状のオプチカルフラ
ット支持体57が取付けてある。なお、オプチカルフラ
ットは一般に円形であるが必ずしも円形である必要はな
い。It is preferable that a toothed pulley and a toothed belt are used for the driven pulley 37, the driving pulley 49 and the driving belt 47. Further, the drive belt 49 is provided with a window 51 provided on a side of the second cylindrical body 21.
It is hung between both pulleys via. In addition, the laser beam LB is placed on the optical axis 55 above the rotary cylinder 35.
The thickness t (m
m) the optical flat 53 with the laser beam L
An annular optical flat support 57 that supports the optical axis 55 of B at an angle α is attached. Note that the optical flat is generally circular, but does not necessarily have to be circular.
【0059】また、前記環状部材29の下部には、第3
筒体59が複数のボルト61によって一体的に取付けて
ある。この第3筒体59の内部の上部には、酸素、空気
または窒素ガスなどのアシストガスおよび空気中の塵埃
が、前記第2筒体21内に侵入するのを防止するための
光学的に透明なウインド63が取付けてある。そして、
このウインド63の下方位置の第3筒体59の側部に
は、前記アシストガスを供給するためのアシストガス供
給口64が設けてある。なお、前記ウインド63の材質
は前記レーザービームLBをよく透過させる様に反射防
止のコーティングを施した光学材料または光学ガラスな
どを使用するのが望ましい。The lower part of the annular member 29 has a third
A cylindrical body 59 is integrally attached by a plurality of bolts 61. An optically transparent upper portion inside the third cylindrical body 59 for preventing an assist gas such as oxygen, air or nitrogen gas and dust in the air from entering the second cylindrical body 21. Window 63 is attached. And
An assist gas supply port 64 for supplying the assist gas is provided on a side portion of the third cylindrical body 59 below the window 63. Preferably, the window 63 is made of an optical material or an optical glass coated with an anti-reflection coating so as to transmit the laser beam LB well.
【0060】また、前記第3筒体59の下端部には第4
筒体65が設けてある。この第4筒体65の軸心を前記
レーザービームLBの光軸55に対して偏心した位置に
移動可能にするために第4筒体65の上端部にフランジ
67を設け、第3筒体59の下端部に設けた円形の凹部
69内に放射方向に移動可能に嵌合すると共に、この第
4筒体65のフランジ67を押圧して第4筒体65の軸
心を適宜な方向に移動させるため、少なくとも3個の押
しねじ71を第3筒体59に等角度に設けてある。ま
た、第3筒体59に第4筒体65の軸心を固定するフラ
ンジ固定部材73が設けてある。A fourth end of the third cylinder 59 is provided with a fourth end.
A cylinder 65 is provided. A flange 67 is provided at the upper end of the fourth cylinder 65 so that the axis of the fourth cylinder 65 can be moved to a position eccentric with respect to the optical axis 55 of the laser beam LB. Is radially movably fitted in a circular concave portion 69 provided at the lower end of the fourth cylinder 65, and presses the flange 67 of the fourth cylinder 65 to move the axis of the fourth cylinder 65 in an appropriate direction. For this purpose, at least three setscrews 71 are provided on the third cylinder 59 at an equal angle. Further, a flange fixing member 73 for fixing the axis of the fourth cylinder 65 to the third cylinder 59 is provided.
【0061】前記第4筒体65の下端部の外径に設けた
雄ねじ部にアシストガスノズル75が螺合してある。ま
た、このアシストガスノズル75の先端にはアシストガ
ス噴射口77を備えたノズルチップ79が着脱自在に螺
合してある。An assist gas nozzle 75 is screwed into a male thread provided on the outer diameter of the lower end of the fourth cylinder 65. A nozzle tip 79 having an assist gas injection port 77 is detachably screwed to the tip of the assist gas nozzle 75.
【0062】上記構成により、レーザー加工ヘッド1の
集光レンズ11により集光されたレーザービームLB
は、オプチカルフラット支持体57に角度αで支持され
たオプチカルフラット53を通して焦点距離fの平面上
に集光されることになる。このとき、焦点距離fの位置
に集光されるレーザービームの前記平面上の位置は、後
に説明する屈折の法則により、前記レーザービームLB
の光軸55から約0.1mm〜数mm程度の微小距離δ
だけ偏心した位置に集光されることになる。したがっ
て、前記モーター43を駆動させればオプチカルフラッ
ト53を支持した回転筒35が回転させられるので、平
面上に集光された前記レーザービームは前記光軸55を
中心に半径r=δの円運動をすることになる。With the above configuration, the laser beam LB focused by the focusing lens 11 of the laser processing head 1
Is focused on a plane having a focal length f through the optical flat 53 supported by the optical flat support 57 at an angle α. At this time, the position of the laser beam focused on the position of the focal length f on the plane is determined by the law of refraction described later.
A small distance δ of about 0.1 mm to several mm from the optical axis 55 of
The light is condensed only at the eccentric position. Therefore, when the motor 43 is driven, the rotary cylinder 35 supporting the optical flat 53 is rotated, so that the laser beam converged on a plane moves circularly about the optical axis 55 with a radius r = δ. Will do.
【0063】また、前記3個の押しねじ71を適宜に調
節することにより、レーザービームLBの光軸55に対
して、ノズルチップ77のアシストガス噴出口77の軸
心を上述の半径r=δの円運動の中心に容易に合わせる
ことができる。By appropriately adjusting the three setscrews 71, the center of the assist gas ejection port 77 of the nozzle tip 77 is set to the above-mentioned radius r = δ with respect to the optical axis 55 of the laser beam LB. Can easily be adjusted to the center of the circular motion of
【0064】なお、アシストガス噴出口77の口径はレ
ーザービームの円運動に干渉しないように少なくとも直
径が2*δ以上に設けてある。The diameter of the assist gas outlet 77 is at least 2 * δ so as not to interfere with the circular movement of the laser beam.
【0065】図2を参照するに、厚さt(mm)、屈折
率nが1より大きい材質からなる前記オプチカルフラッ
ト53を前記集光レンズ11からの前記レーザービーム
LBの光軸55に対して角度αだけ傾斜して設けた場
合、オプチカルフラット53に入射されるレーザー光が
オプチカルフラット53の平面に立てた法線80となす
入射角度Iは入射レーザー光の外周部の位置によって相
違する。Referring to FIG. 2, the optical flat 53 made of a material having a thickness t (mm) and a refractive index n larger than 1 is moved with respect to the optical axis 55 of the laser beam LB from the condenser lens 11. When the laser light is inclined by the angle α, the incident angle I formed between the laser light incident on the optical flat 53 and the normal 80 erected on the plane of the optical flat 53 differs depending on the position of the outer peripheral portion of the incident laser light.
【0066】いま、図2においてレーザービームLBの
右端の入射光の入射角をI1 、屈折角をR1 とし、レー
ザービームLBの左端の入射光の入射角をI2 、屈折角
をR2 ととするとき、スネルの法則により屈折率nは、
n=SinI1 /SinR1である。先に、n>1とし
たので、I1 >R1 、同様に、n=SinI2 /Sin
R2 、よって、I2 >R2 、であり、また、オプチカル
フラット53の上下の面は平行であるので、オプチカル
フラット53から出射される光線は入射光に平行とな
る。したがって、前記オプチカルフラット53から出射
したレーザービームLBの焦点位置fは、前記レーザー
ビームLBの光軸55に対してδだけ偏心した位置とな
る。In FIG. 2, the incident angle of the incident light at the right end of the laser beam LB is I 1 , the refraction angle is R 1 , the incident angle of the incident light at the left end of the laser beam LB is I 2 , and the refraction angle is R 2 Then, according to Snell's law, the refractive index n is
n = SinI 1 / SinR 1 . First, since n> 1, I 1 > R 1 , and similarly, n = SinI 2 / Sin
R 2 , and hence I 2 > R 2 , and since the upper and lower surfaces of the optical flat 53 are parallel, the light beam emitted from the optical flat 53 is parallel to the incident light. Therefore, the focal position f of the laser beam LB emitted from the optical flat 53 is a position decentered by δ with respect to the optical axis 55 of the laser beam LB.
【0067】次に図3および図4を参照しながら、前記
レーザー加工ヘッド1を使用した鋼板のレーザー切断方
法を例にして説明する。板厚がt(mm)の被加工材で
ある鋼板Wを切断ライン81に沿って切断する場合、前
記レーザービームLBの光軸55に対してレーザーの焦
点位置がr=δだけ偏心しているレーザー加工ヘッド1
の場合、前記モーター43により前記オプチカルフラッ
ト53を数百〜数千回転の高速度で回転させると共に、
数気圧〜10数気圧のアシストガスを鋼板Wの切断部に
噴射し、このレーザー加工ヘッド1に対して前記鋼板W
を相対的に移動させる。Next, a method for laser cutting a steel sheet using the laser processing head 1 will be described with reference to FIGS. 3 and 4. When cutting a steel sheet W, which is a workpiece having a thickness of t (mm), along a cutting line 81, a laser whose focal position is decentered by r = δ with respect to the optical axis 55 of the laser beam LB. Processing head 1
In the case of, the optical flat 53 is rotated at a high speed of several hundred to several thousand rotations by the motor 43,
An assist gas of several atmospheres to several tens atmospheres is injected into the cut portion of the steel sheet W, and the laser processing head 1
Are relatively moved.
【0068】上記の切断方法の切断過程においては、集
光されたレーザーの微小なビームスポット83が、半径
r(=δ)で切断ライン81上を回転しながら鋼板Wの
切断フロント(切断過程にある領域)85の一部分を少
しずつ高速度で切断(蒸発)または除去していく。ま
た、この切断フロント(切断過程にある領域)85の深
さΔHは微小量であるので、酸素などのアシストガスが
切断フロント85の底部まで十分に供給され酸化反応が
活発となり反応熱を発生すると共に、アシストガスによ
って溶融した金属等の排出が直ちにおこなわれるので、
鋼板Wは切断幅B(=2r=2δ)で切断が進行するこ
とになる。In the cutting process of the above-described cutting method, the minute beam spot 83 of the condensed laser is rotated on the cutting line 81 with a radius r (= δ) while cutting the steel sheet W (in the cutting process). A part of (a certain area) 85 is gradually cut (evaporated) or removed at a high speed. Further, since the depth ΔH of the cutting front (region in the cutting process) 85 is very small, an assist gas such as oxygen is sufficiently supplied to the bottom of the cutting front 85 to activate the oxidation reaction and generate reaction heat. At the same time, the metal and the like melted by the assist gas are immediately discharged,
The cutting of the steel sheet W proceeds with the cutting width B (= 2r = 2δ).
【0069】また上記切断過程において、レーザービー
ムが1回転したときに除去される鋼板Wの切断フロント
部分85の体積は、三日月状部分86の面積(S)×深
さΔHだけとなるので、送り量ΔLを少なくすれば、こ
の切断フロント部分85の体積は微小なものとなり、2
kW前後の中出力のレーザー加工機においても25mm
程度の厚板鋼板が切断が可能となる。In the above cutting process, the volume of the cutting front portion 85 of the steel plate W removed when the laser beam makes one rotation is only the area (S) of the crescent-shaped portion 86 × the depth ΔH. If the amount ΔL is reduced, the volume of the cutting front portion 85 becomes very small and 2
25mm even for medium power laser processing machines around kW
About thick steel plate can be cut.
【0070】上記方法を用いた実験によれば、レーザー
出力1.6kW、相対的送り速度200mm/min〜
400mm/minの範囲において、鋼板の板厚が最大
で約25mmまでにおいて、切断幅2mm以下の良好な
切断が可能であった。なお、焦点位置は切断材料内部に
設定した。According to the experiment using the above method, the laser output was 1.6 kW and the relative feed speed was 200 mm / min.
In the range of 400 mm / min, good cutting with a cutting width of 2 mm or less was possible up to a maximum thickness of about 25 mm of the steel sheet. The focal position was set inside the cutting material.
【0071】なお、前記偏心量δは前記オプチカルフラ
ット53の厚さt(mm)と、光軸55に対する角度α
を変えることにより希望する適宜な偏心量δを得ること
が可能であり、実験の結果、鋼板の板厚が16mm〜2
5mm程度の厚板の切断においては、α=10度±5
度、t=5±2.5mmとするのが望ましい。The eccentricity δ is determined by the thickness t (mm) of the optical flat 53 and the angle α with respect to the optical axis 55.
It is possible to obtain a desired appropriate amount of eccentricity δ by changing the thickness of the steel sheet.
When cutting a thick plate of about 5 mm, α = 10 degrees ± 5
It is desirable that t = 5 ± 2.5 mm.
【0072】次に前記レーザー加工ヘッド1を使用した
鋼板Wのレーザー溶接方法について図5を参照しながら
説明する。例えば、図5(a)〜図5(b)では、公知
のX,Y位置決め機構を備えたワークテーブル(図示省
略)上に被溶接部材として、鋼板W1 と鋼板W2 との溶
接部を適宜な溶接ギャップ設けて対面させて載置固定
し、この鋼板W1 と鋼板W2 の溶接ギャップの中心線上
に、すなわち溶接ライン87上に、前記レーザー加工ヘ
ッド1(レーザーの焦点位置がr=δだけ偏心)の前記
光軸55を、すなわち、レーザー加工ヘッド1の回転中
心を合わせ、鋼板Wのほぼ表面に集光されたレーザービ
ームLBの微小なビームスポット83を半径r(δ)で
回転させると共に、この溶接ライン87にそって、図5
(a)の例では溶接ラインに平行に、溶接される鋼板側
を光軸55に対して移動させる。Next, a method of laser welding a steel sheet W using the laser processing head 1 will be described with reference to FIG. For example, in FIG. 5 (a) ~ FIG 5 (b), a known X, as weld members on the work table with Y positioning mechanism (not shown), the weld between the steel plate W 1 and the steel plate W 2 is opposed by providing appropriate welding gap is placed fixed on the center line of the welding gap of the steel plate W 1 and the steel plate W 2, that is, over the welding line 87, the laser processing head 1 (the focal position of the laser r = The optical axis 55 (eccentric by δ), that is, the rotation center of the laser processing head 1 is aligned, and the minute beam spot 83 of the laser beam LB condensed on almost the surface of the steel plate W is rotated with a radius r (δ). 5 and along this welding line 87, FIG.
In the example of (a), the side of the steel plate to be welded is moved relative to the optical axis 55 in parallel with the welding line.
【0073】前記溶接部への入力エネルギーはそれぞれ
の溶接加工に適した適宜なエネルギーが入力され、前記
微小なビームスポット83の周囲には溶接に効果的な溶
込み領域領域89が形成される。なお、溶接される鋼板
W側を固定して、レーザー加工ヘッド1の光軸55を溶
接される鋼板Wの溶接ラインにそって移動させても構わ
ない。なお、ここで述べた原理は切断の場合も同様であ
る。As the input energy to the welding portion, an appropriate energy suitable for each welding process is input, and a penetration region region 89 effective for welding is formed around the minute beam spot 83. The side of the steel plate W to be welded may be fixed, and the optical axis 55 of the laser processing head 1 may be moved along the welding line of the steel plate W to be welded. Note that the principle described here is the same in the case of cutting.
【0074】上記図5(a)に示した溶接加工過程にお
いては、鋼板Wの光軸55に対する相対的送り速度V1
が大きい場合(約1,000mm/min)を示したも
のであり、前記ビームスポット83の軌跡91は間隔の
広い螺旋状となる。そのため、前記溶接ライン87上に
おけるビームスポット83の位置P1 とP2 との間が若
干離隔しており、溶接に効果的な溶込み領域89も重複
していない。In the welding process shown in FIG. 5A, the relative feed speed V 1 of the steel sheet W with respect to the optical axis 55 is set.
Is large (about 1,000 mm / min), and the trajectory 91 of the beam spot 83 has a spiral shape with a large interval. Therefore, the positions P 1 and P 2 of the beam spot 83 on the welding line 87 are slightly separated from each other, and the penetration region 89 effective for welding does not overlap.
【0075】図5(b)は、レーザー加工ヘッド1の光
軸55の回転速度を前記図1の場合と同一にして、前記
鋼板Wの光軸55に対する相対的送り速度を、前記V1
より小さいV2 にした場合(V2 <V1 )を示したもの
であり、螺旋状のビームスポット83の軌跡91の間隔
が、前記図5の場合より狭くなり、前記ビームスポット
83の位置P1 とP2 および溶接に効果的な溶込み領域
領域89が一部重複している。[0075] FIG. 5 (b), and the rotational speed of the optical axis 55 of the laser processing head 1 the same as in the case of FIG. 1, the relative feed speed with respect to the optical axis 55 of the steel sheet W, the V 1
This shows a case where V 2 is smaller than V 2 (V 2 <V 1 ). The interval between the trajectories 91 of the spiral beam spot 83 is narrower than that in FIG. 1 and P 2 and the penetration region 89 effective for welding partially overlap.
【0076】図5(c)の例は、レーザー加工ヘッド1
の光軸55の回転速度を前記図1の場合と同一にして、
前記鋼材Wの光軸55に対する相対的送り速度を、前記
V2よりさらに小さいV3 (約300mm/min)に
した場合(V3 <V2 )を示したものであり、螺旋状の
ビームスポット83の軌跡91の間隔がさらに狭くな
り、前記ビームスポット83の位置P1 とP2 および溶
接に効果的な溶込み領域領域89が完全に重複するよう
になる。FIG. 5C shows an example of the laser processing head 1.
The rotation speed of the optical axis 55 is the same as that in FIG.
This shows a case where the relative feed speed of the steel material W with respect to the optical axis 55 is V 3 (about 300 mm / min) smaller than V 2 (about 300 mm / min) (V 3 <V 2 ), and a spiral beam spot is shown. The interval between the trajectories 91 of the beam 83 is further narrowed, and the positions P 1 and P 2 of the beam spot 83 and the penetration region 89 effective for welding completely overlap.
【0077】したがって、大きい溶接強度が要求される
場合には、図5(c)の如く、ビームスポット83の位
置P1 とP2 および溶接に効果的な溶込み領域領域89
が完全に重複する溶接方法が適切となる。また、さほど
大きい溶接強度が要求されない場合には、図5(b)の
如く、ビームスポット83の位置P1 とP2 および溶接
に効果的な溶込み領域領域89が一部重複する溶接方法
を使用することができる。また、早い溶接速度で適宜な
強度が要求される場合には、図5(a)の如き溶接方法
を採用することも可能である。前記図5(a)〜(c)
に示す様にレーザービームLBの微小なビームスポット
83を半径r(δ)で回転させるので、溶接ギャップが
多少変動しても溶接欠陥を生じることなく良好な溶接を
行うことができる。Therefore, when a high welding strength is required, as shown in FIG. 5C, the positions P 1 and P 2 of the beam spot 83 and the penetration region 89 effective for welding.
However, a welding method that completely overlaps is appropriate. Further, when much larger weld strength is not required, as in FIG. 5 (b), the welding method of the position P 1 and P 2 and welding effective penetration area region 89 in the beam spot 83 partially overlaps Can be used. Further, when an appropriate strength is required at a high welding speed, a welding method as shown in FIG. 5A can be employed. 5A to 5C.
Since the minute beam spot 83 of the laser beam LB is rotated at the radius r (δ) as shown in FIG. 7, even if the welding gap fluctuates somewhat, good welding can be performed without generating welding defects.
【0078】上述の溶接加工における適宜な加工条件
は、溶接する鋼材の板厚や材質および要求される溶接強
度などにより適宜に選択されるものであるが、上記方法
を用いた実験によれば、レーザー出力1.6kW、相対
的送り速度500mm/min〜1,000mm/mi
nにおいて、鋼板の板厚が最大で約3mmおよび溶接ギ
ャップ4mm〜5mmの範囲において良好な溶接が可能
であった。なお、前記オプチカルフラット53の厚さt
と光軸55に対する傾斜角度αは,溶接加工や表面硬化
などの表面処理を中心とする表面改質に使用する場合に
は、α=20度±15度、t=5±2.5mmとするの
が望ましい。Appropriate processing conditions in the above-mentioned welding are appropriately selected depending on the thickness and the material of the steel material to be welded and the required welding strength. According to the experiment using the above method, Laser power 1.6 kW, relative feed speed 500 mm / min to 1,000 mm / mi
In n, good welding was possible when the thickness of the steel sheet was at most about 3 mm and the welding gap was in the range of 4 mm to 5 mm. The thickness t of the optical flat 53
And the inclination angle α with respect to the optical axis 55 is α = 20 degrees ± 15 degrees and t = 5 ± 2.5 mm when used for surface modification centering on surface treatment such as welding or surface hardening. It is desirable.
【0079】図6は前記図1に示したレーザー加工ヘッ
ド1の第2の実施形態であり、レーザー加工ヘッドの光
学系のみを示してある。この、レーザー加工ヘッド93
には前記集光レンズ11の下方に前記オプチカルフラッ
ト53に代えて、レーザービームを光軸55に対して偏
心させる偏心用光学系として一組のプリズム(光学ウエ
ッジ)95、97が一定の間隔Dをあけて配置してあ
る。そして、このプリズム(光学ウエッジ)95、97
はそれぞれ駆動モーターM1 とM2 とによりそれぞれ独
立に前記光軸55を軸心に回転自在に設けてある。なお
プリズム(光学ウエッジ)95、97は同一形状である
ので同一の部分には同一の符号を付してある。なお、前
記プリズム(光学ウエッジ)95、97の第1屈折面9
9と第2屈折面101との夾角すなわちプリズム角はθ
度に形成してある。FIG. 6 shows a second embodiment of the laser processing head 1 shown in FIG. 1, and shows only the optical system of the laser processing head. This laser processing head 93
A pair of prisms (optical wedges) 95 and 97 are disposed below the condenser lens 11 as a decentering optical system for decentering the laser beam with respect to the optical axis 55, instead of the optical flat 53, at a fixed interval D. It is arranged with open. The prisms (optical wedges) 95 and 97
Are provided so as to be rotatable about the optical axis 55 independently by drive motors M 1 and M 2 , respectively. Since the prisms (optical wedges) 95 and 97 have the same shape, the same portions are denoted by the same reference numerals. The first refracting surfaces 9 of the prisms (optical wedges) 95 and 97
9 and the second refracting surface 101, that is, the prism angle is θ
It is formed every time.
【0080】前記プリズム(光学ウエッジ)95は、こ
のプリズム(光学ウエッジ)95の第1屈折面99を集
光レンズ側11にすると共に第1屈折面99が前記光軸
55に直角になるように配置してある。また、一定の間
隔Dをあけて設けたプリズム(光学ウエッジ)97は、
第2屈折面101がプリズム(光学ウエッジ)95の第
2屈折面101に対面するように配置してある。The prism (optical wedge) 95 is arranged such that the first refracting surface 99 of the prism (optical wedge) 95 is on the condenser lens side 11 and the first refracting surface 99 is perpendicular to the optical axis 55. It is arranged. Further, the prism (optical wedge) 97 provided at a certain interval D,
The second refracting surface 101 is arranged so as to face the second refracting surface 101 of the prism (optical wedge) 95.
【0081】上記構成において、前記プリズム(光学ウ
エッジ)95とプリズム(光学ウエッジ)97とが図6
に示す如き位置関係にある場合、すなわち、プリズム
(光学ウエッジ)95の第2屈折面101とプリズム
(光学ウエッジ)97の第2屈折面101とが平行に位
置するとき、前記集光レンズ11から、この一組のプリ
ズム(光学ウエッジ)95、97に入射されたレーザー
ビームLBはプリズム(光学ウエッジ)95、97によ
って図示の如く屈折し、集光レンズ11の焦点距離fの
位置において、前記光軸55からδ’だけ右方(図6に
おいて)に偏倚した位置に焦点を偏心移動させることが
できる。In the above configuration, the prism (optical wedge) 95 and the prism (optical wedge) 97 are arranged as shown in FIG.
When the second refracting surface 101 of the prism (optical wedge) 95 and the second refracting surface 101 of the prism (optical wedge) 97 are positioned in parallel with each other as shown in FIG. The laser beam LB incident on the pair of prisms (optical wedges) 95 and 97 is refracted by the prisms (optical wedges) 95 and 97 as shown in FIG. The focal point can be moved eccentrically to a position offset rightward (in FIG. 6) by δ ′ from the axis 55.
【0082】したがって、前記一組のプリズム(光学ウ
エッジ)95、97を図6に示す如き位置関係を保持し
た状態で前記駆動モーターM1 とM2 とにより同方向に
同期回転させれば、集光されたレーザーの微小な前記ビ
ームスポット83が回転半径r=δ’で前記光軸55を
軸心ににして回転させることができる。また、前記プリ
ズム(光学ウエッジ)95、97におけるプリズム角θ
の異なるプリズム(光学ウエッジ)を使用すれば回転半
径r=δ’を変更することも可能である。さらに、プリ
ズム(光学ウエッジ)95とプリズム(光学ウエッジ)
97との回転速度に差をつけたり、プリズム(光学ウエ
ッジ)95とプリズム(光学ウエッジ)97との回転方
向を逆にすることにより、ビームスポット83の回転軌
跡を色々に変化させることができる。Therefore, if the pair of prisms (optical wedges) 95 and 97 are synchronously rotated in the same direction by the drive motors M 1 and M 2 while maintaining the positional relationship as shown in FIG. The small beam spot 83 of the emitted laser can be rotated around the optical axis 55 with a rotation radius r = δ '. Also, the prism angles θ in the prisms (optical wedges) 95 and 97
If a different prism (optical wedge) is used, it is possible to change the radius of rotation r = δ ′. Furthermore, a prism (optical wedge) 95 and a prism (optical wedge)
The rotation trajectory of the beam spot 83 can be changed in various ways by making the rotation speed of the beam spot 83 different from that of the beam spot 97 or by reversing the rotation direction of the prism (optical wedge) 95 and the prism (optical wedge) 97.
【0083】なお、前記プリズム(光学ウエッジ)95
または97が1個だけでもレーザービームを光軸55に
対して偏心させることは可能である。The prism (optical wedge) 95
Alternatively, it is possible to decenter the laser beam with respect to the optical axis 55 even with only one 97.
【0084】上記構成のレーザー加工ヘッド93使用し
て各種材料の表面にレーザービームで模様を描写する方
法、以後レーザー加飾方法という、について説明する。
記集光レンズ11により集光されたレーザービームを前
述の如くレーザー加工ヘッド93の軸心55に対して回
転半径r=δ’で種々の回転速度で回転させると同時に
被加工材をレーザー加工ヘッド93の軸心55に対して
種々な速度で相対的に移動させれば、図7の(a)〜
(h)に示す様な各種の模様を被加工材の表面に描くこ
とが可能である。A method of drawing a pattern on the surface of various materials with a laser beam using the laser processing head 93 having the above-described structure, and a laser decoration method will be described below.
As described above, the laser beam condensed by the condenser lens 11 is rotated at various rotational speeds at a rotational radius r = δ 'with respect to the axis 55 of the laser processing head 93 as described above, and at the same time, the workpiece is processed by the laser processing head. By moving the shaft 93 relative to the shaft center 55 at various speeds, FIG.
Various patterns as shown in (h) can be drawn on the surface of the workpiece.
【0085】例えば、図7の(a)または(e)の如き
波の如き模様とか(b)〜(e)の如き3角波状の模
様、(g)または(h)の如きスパイラル(螺旋)、
(f)の如き点線、(k)の如き太い直線などを描くこ
とができる。太い直線を描く場合には、回転半径r=
δ’を適宜に小さくして、レーザー加工ヘッド93の回
転速度を大きくすればを描くことが可能である。なお、
レーザー加飾方法におけるレーザーの出力は、その材質
の切断加工時の出力に比較して一般的に低い出力で実施
することが可能である。For example, a wave-like pattern as shown in (a) or (e) of FIG. 7, a triangular wave-like pattern as shown in (b) to (e), a spiral (spiral) as in (g) or (h). ,
A dotted line as in (f), a thick straight line as in (k), and the like can be drawn. When drawing a thick straight line, the turning radius r =
If δ ′ is appropriately reduced and the rotation speed of the laser processing head 93 is increased, it is possible to draw a pattern. In addition,
The output of the laser in the laser decoration method can be generally performed at a lower output than the output of the material at the time of cutting.
【0086】なお、前記図7に示した各種の模様は、全
て直線的に描いた例を示してあるがレーザー加工ヘッド
または材料側をX,Y軸方向に適宜に移動させることに
より任意な曲線にそって各種の模様を被加工材の表面に
加飾することができることは容易に理解されるところで
ある。Although the various patterns shown in FIG. 7 are all drawn in a straight line, an arbitrary curve can be obtained by appropriately moving the laser processing head or the material side in the X and Y axis directions. It is easily understood that various patterns can be decorated on the surface of the workpiece according to the above.
【0087】なお、上述の切断原理において被加工材を
送って切断する場合には、レーザービームの回転に伴い
切断幅の左右の側での相対的切断速度が相違する。この
ことから、特に、切断右岸の切断の方が左岸より良好と
なるが、左岸下面の切断の品質は劣悪となる。この傾向
は軟鋼において顕著であって、ステンレス鋼ではあまり
目立たない。したがて、軟鋼においては、片面を製品に
生かす様な切断方法を必要とする。前述の様な切断特性
に対しては、レーザービームを回転駆動させるモーター
を直流モーターにして必要に応じて切断速度を適宜切替
えることで対応することが考えられる。In the case where the workpiece is fed and cut in accordance with the above-described cutting principle, the relative cutting speeds on the left and right sides of the cutting width differ with the rotation of the laser beam. From this, in particular, the cutting of the right bank is better than that of the left bank, but the quality of cutting the lower surface of the left bank is poor. This tendency is remarkable in mild steel, and is not so noticeable in stainless steel. Therefore, mild steel requires a cutting method that makes use of one side of the product. It is conceivable that the above-described cutting characteristics can be dealt with by changing the motor for rotating and driving the laser beam to a DC motor and appropriately switching the cutting speed as needed.
【0088】図8、図9は、前述の図1の偏心用光学系
53の部分のみ示したもので、偏心用光学系53の第2
の実施の形態を示すものである。FIGS. 8 and 9 show only the decentering optical system 53 of FIG. 1 described above.
1 shows an embodiment of the present invention.
【0089】この第2の実施の形態の偏心用光学系は、
前記偏心用光学系53のオプチカルフラットに代えて集
光レンズを用いたものであり、集光レンズ110を前記
回転筒35の上方位置に設け、レンズ光軸をレーザービ
ームLBの光軸55に対して、角度αだけ傾斜させて設
けると共に前記モーター43によって回転駆動自在に設
けたものである。The decentering optical system according to the second embodiment has
A condensing lens is used in place of the optical flat of the decentering optical system 53. A condensing lens 110 is provided above the rotary cylinder 35, and the optical axis of the lens is relative to the optical axis 55 of the laser beam LB. And provided so as to be rotatable by the motor 43.
【0090】上述の集光レンズ110を回転筒35に傾
斜固定する手段には、例えば、前記回転筒35の上部穴
部に嵌合連結する中空筒状のレンズ支持体111を設
け、このレンズ支持体111の内径部にレンズ11をα
度傾斜させて支持する中空筒状の下部スペーサー113
を嵌合させて設け、この下部スペーサー113に支持さ
れたレンズ上面の周囲を押さえる中空筒状のレンズ押さ
え115を同様に嵌合させて設け、このレンズ押さえ1
15のフランジ部を前記レンズ支持体111にねじ11
2で固定してある。The means for tilting and fixing the condenser lens 110 to the rotary cylinder 35 is provided, for example, with a hollow cylindrical lens support 111 fitted and connected to the upper hole of the rotary cylinder 35. The lens 11 is α
Hollow cylindrical lower spacer 113 that is supported at an angle
And a hollow cylindrical lens holder 115 for holding the periphery of the upper surface of the lens supported by the lower spacer 113 is similarly fitted and provided.
Flange 15 is screwed to the lens support 111.
Fixed at 2.
【0091】なお、前記下部スペーサー113とレンズ
押さえ115の傾斜角度を一致させるために、レンズ支
持体111にキー溝117を設け、このキー溝117に
係合する位置決めピン119を下部スペーサー113と
レンズ押さえ115に設けてある。また、集光レンズ1
10で集光されたレーザービームLBは、光軸55から
約0.1mm〜数mm程度の微小距離δだけ偏心した位
置に集光される様に設けてある。In order to make the inclination angle of the lower spacer 113 and the lens holder 115 coincide with each other, a key groove 117 is provided in the lens support 111, and a positioning pin 119 engaging with the key groove 117 is attached to the lower spacer 113 and the lens. It is provided on the retainer 115. Also, the condenser lens 1
The laser beam LB focused at 10 is provided so as to be focused at a position eccentric from the optical axis 55 by a minute distance δ of about 0.1 mm to several mm.
【0092】上記構成において前記モーター43を回転
駆動すれば、集光レンズ110を支持した回転筒35が
回転させられるので、集光された前記レーザービームは
前記光軸55を中心に半径r=δの円運動をすることに
なる。When the motor 43 is driven to rotate in the above configuration, the rotary cylinder 35 supporting the condenser lens 110 is rotated, so that the condensed laser beam has a radius r = δ about the optical axis 55. Will make a circular motion.
【0093】図10、図11も図8、図9と同様に、前
述の図1の偏心用光学系53の部分のみ示したもので、
偏心用光学系53の第3の実施の形態を示すものであ
る。FIGS. 10 and 11 show only the decentering optical system 53 shown in FIG. 1 as in FIGS.
13 shows a third embodiment of the decentering optical system 53.
【0094】上述の第3の実施の形態の偏心用光学系
は、集光レンズ120を前記回転筒35の上方位置に設
け、集光レンズ光軸の光軸55に対する偏心量を調節可
能に設けると共に前記モーター43によって回転駆動自
在に設けたものである。In the decentering optical system according to the third embodiment, the condensing lens 120 is provided above the rotary cylinder 35 so that the amount of eccentricity of the condensing lens optical axis with respect to the optical axis 55 can be adjusted. In addition, the motor 43 is provided so as to be rotatable by the motor 43.
【0095】前記回転筒35に嵌合固定された中空筒状
の光学系支持体121の上部には、光学系支持体121
の内径より大径の有底の偏心穴123が設けてある。こ
の偏心穴123の軸心125は、光学系支持体121の
軸心127(光軸55と同心)から偏心量eだけ偏心さ
せて設けてある。The optical system support 121 is provided above the hollow cylindrical optical system support 121 fitted and fixed to the rotary cylinder 35.
A bottomed eccentric hole 123 having a diameter larger than the inner diameter of the hole is provided. The axis 125 of the eccentric hole 123 is provided so as to be eccentric from the axis 127 (concentric with the optical axis 55) of the optical system support 121 by an eccentric amount e.
【0096】前記偏心穴123には環状のレンズホルダ
ー129が光学系支持体121に対して回転固定可能に
嵌合してあり、このレンズホルダー129にレンズホル
ダー129の回転中心から、すなわち偏心穴の軸心12
5から、さらに偏心量eだけ偏心させてレンズ取付け座
131が設けてある。そして、このレンズ取付け座13
1に前記集光レンズ120が押さえリング133によっ
て固定してある。An annular lens holder 129 is fitted into the eccentric hole 123 so as to be rotatable and fixed to the optical system support 121. The lens holder 129 is fitted to the lens holder 129 from the center of rotation of the lens holder 129, that is, the eccentric hole. Shaft center 12
5, the lens mounting seat 131 is further decentered by an eccentric amount e. And this lens mounting seat 13
1, the condenser lens 120 is fixed by a holding ring 133.
【0097】前記レンズホルダー129の光学系支持体
121への回転または固定手段は、図示の如く、光学系
支持体121に設けた押さえねじ135によることもで
きる。また、レンズホルダー129の上面に立設した複
数のピン137を利用して、レンズホルダー129を回
転させることもできる。The means for rotating or fixing the lens holder 129 to the optical system support 121 can be provided by a set screw 135 provided on the optical system support 121 as shown in the figure. Further, the lens holder 129 can be rotated by using a plurality of pins 137 standing on the upper surface of the lens holder 129.
【0098】上記構成において、集光レンズ120の軸
心127(光軸55と同心)に対する偏心量は、押さえ
ねじ135を緩めてレンズホルダー129を適宜に回転
することにより、偏心量0から偏心量2eまでの範囲で
調節することができる。(図10、図11は偏心量0の
状態を示してある) 今、偏心量がδであるとき、前記モーター43を回転駆
動すれば、集光レンズ120を支持した回転筒35が回
転するので、集光されたレーザービームは前記光軸55
を中心に半径r=δの円運動をすることになる。In the above configuration, the amount of eccentricity of the condensing lens 120 with respect to the axis 127 (concentric with the optical axis 55) is reduced from the amount of eccentricity of 0 by loosening the holding screw 135 and rotating the lens holder 129 appropriately. It can be adjusted in the range up to 2e. (FIGS. 10 and 11 show a state where the amount of eccentricity is 0.) When the amount of eccentricity is δ, if the motor 43 is driven to rotate, the rotating cylinder 35 supporting the condenser lens 120 rotates. The focused laser beam is transmitted through the optical axis 55.
Make a circular motion with a radius r = δ centered at.
【0099】次に、前記レーザー加工ヘッド1を使用し
たレーザーピアス方法について図12を参照しながら説
明する。Next, a laser piercing method using the laser processing head 1 will be described with reference to FIG.
【0100】図12は本発明に係わるレーザーピアスに
使用するパルスレーザーの出力制御についての説明図で
ある。この出力制御では、ピアス開始時にパルス周波数
とデューティーを低く設定し、ピアス加工の進行と共に
周波数とデューティーをレーザー出力が指令値になるま
で階段的に増加させてピアス加工を実施することを特徴
とするものである。FIG. 12 is an explanatory diagram of the output control of the pulse laser used for the laser piercing according to the present invention. In this output control, the pulse frequency and duty are set low at the start of piercing, and the piercing is performed by stepwise increasing the frequency and duty with the progress of piercing until the laser output reaches the command value. Things.
【0101】したがって、前記レーザー加工ヘッドにお
いて集光したレーザーの微小なビームスポットが、回転
しながら鋼板の切断フロント(切断過程にある領域)の
一部分を少しずつ切断(蒸発)または除去していく。こ
の切断フロントの深さは微小なので、酸素などのアシス
トガスが切断フロントの底部まで十分に供給され、酸化
反応が活発となり反応熱を発生する。また、アシストガ
スによって溶融した金属等の排出が直ちにおこなわれる
ので25mm程度の厚板鋼板のレーザーピアスが可能と
なる。また、スパッターの飛散が少なくかつピアス穴の
周囲の盛上がりが少ない。Therefore, the minute beam spot of the laser beam condensed by the laser processing head gradually cuts (evaporates) or removes a part of the cutting front (the area in the cutting process) of the steel plate while rotating. Since the depth of the cutting front is very small, assist gas such as oxygen is sufficiently supplied to the bottom of the cutting front, and the oxidation reaction is activated to generate reaction heat. Further, since the metal or the like melted by the assist gas is immediately discharged, the laser piercing of a thick steel plate having a thickness of about 25 mm becomes possible. Also, there is little scattering of spatter and little swelling around the piercing hole.
【0102】前記レーザー加工ヘッドと上述のパルスレ
ーザーの出力制御を使用したピアス加工の試験結果を図
13に示してある。なお、このときの主たる加工条件は
次の通りである。FIG. 13 shows test results of piercing using the laser processing head and the above-described pulse laser output control. The main processing conditions at this time are as follows.
【0103】デューティー初期値10%、デューティー
増分値1%、パルス周波数初期値70Hz、パルス周波
数増分値1Hz、ステップ数23、ステップタイム0.
1秒、ビーム回転数500rpm、レーザー出力3.6
kW(ピーク値)、被加工材材質SUS304。Initial duty 10%, duty increment 1%, pulse frequency initial 70Hz, pulse frequency increment 1Hz, number of steps 23, step time 0.
1 second, beam rotation speed 500 rpm, laser output 3.6
kW (peak value), work material SUS304.
【0104】図13に示す様に、本発明のレーザーピア
ス方法によれば、板厚が22mmまで良好なピアスが可
能であるのに対して、従来のピアス方法(レーザービー
ム非回転)では実用的な使用に耐えるのは板厚が15m
m前後である。As shown in FIG. 13, according to the laser piercing method of the present invention, a good piercing is possible up to a plate thickness of 22 mm, whereas the conventional piercing method (laser beam non-rotation) is practical. 15m thick to withstand heavy use
m.
【0105】なお上記実施の形態1においては、切断実
験によって板厚が最大で約25mmまでにおいて、切断
幅2mm以下の良好な切断が可能と述べている。このと
きの詳細条件を下記に列挙する。In the first embodiment, it is described by a cutting experiment that good cutting with a cutting width of 2 mm or less can be performed up to a maximum thickness of about 25 mm. The detailed conditions at this time are listed below.
【0106】本説明にあたっては、図14に示す加工ヘ
ッド140を用いて説明する。この加工ヘッド140の
上部には凹レンズ141を保持するためのレンズホルダ
142が設けられている。また、ノズル部143と凹レ
ンズ141の間には、組レンズで形成された焦点レンズ
部144が設けられている。前述のノズル部143の上
部にはウィンドウ145が設けられている。In this description, the processing will be described using a processing head 140 shown in FIG. A lens holder 142 for holding the concave lens 141 is provided above the processing head 140. Further, between the nozzle part 143 and the concave lens 141, a focus lens part 144 formed of a group lens is provided. A window 145 is provided above the nozzle section 143.
【0107】また、焦点レンズ部144は、焦点レンズ
駆動機構部(図示せず)によって、光軸55に沿って上
下動するように構成されている。また、ノズル部143
のウィンドウ145の上方には、オプチカルフラット5
3がノズル部143に連動可能に設けられている。さら
に、ノズル部143は、ノズル駆動機構部(図示せず)
によって、光軸55に沿って上下動するように構成され
ている。The focus lens unit 144 is configured to move up and down along the optical axis 55 by a focus lens drive mechanism (not shown). Also, the nozzle part 143
Above the window 145 of the optical flat 5
3 is provided so as to be interlocked with the nozzle unit 143. Further, the nozzle unit 143 is provided with a nozzle driving mechanism (not shown).
Thus, it is configured to move up and down along the optical axis 55.
【0108】このような加工ヘッド140を用いた場合
は、図15に示すように焦点距離を変化させることが可
能である。When such a processing head 140 is used, the focal length can be changed as shown in FIG.
【0109】図15においては、焦点レンズ部144及
びノズル部143を上下動させることによって、焦点距
離fが7.5インチまで変化させることが可能であるこ
とを示している。FIG. 15 shows that the focal length f can be changed to 7.5 inches by moving the focus lens 144 and the nozzle 143 up and down.
【0110】この焦点レンズ部144又はノズル部14
3を上下動させたときの切断実験は、以下の加工条件に
おいて、板厚が約25mmまでの鋼板において良好切断
が可能であった。The focus lens 144 or the nozzle 14
In the cutting experiment when moving No. 3 up and down, under the following processing conditions, good cutting was possible in a steel plate having a thickness of up to about 25 mm.
【0111】すなわち、レーザー出力1.6kW又は2
kW、相対的送り速度200mm/min〜400mm
/minの範囲において、ビームモードはガウスモード
(シングルモード)またはニアガウスモードであり、モ
ード係数M2 (エムスクエア)が、TEM00のガウス分
布では1.00、TEM01 * (ゼロイチスター)では
1.75以内であること。ミックスモードであっても、
少なくとも疑似ガウスが形成されていることが必要であ
る。マルチモードの場合には、ドロスの付着が多くなっ
たり不完全な切断となる。That is, a laser output of 1.6 kW or 2
kW, relative feed rate 200 mm / min to 400 mm
In the range of / min, beam mode is a Gaussian mode (single mode) or near Gaussian mode, the mode coefficient M 2 (M square) is in the Gaussian distribution of the TEM 00 1.00, the TEM 01 * (zero position Star) 1.75 or less. Even in mixed mode,
It is necessary that at least pseudo Gauss is formed. In the case of the multi-mode, the dross is attached more or the cutting is incomplete.
【0112】また、集光レンズのFナンバー(焦点距離
f/入射ビーム径D)も、本発明の切断方法において集
光性を決定する重要な要素であり、板厚が約25mmま
での鋼板を切断するためのFナンバーは、Dは発振器か
ら出た光の光路長によって定まる値で、これをDLとす
ると、The F number (focal length f / incident beam diameter D) of the condensing lens is also an important factor in determining the condensing property in the cutting method of the present invention. For the F number for cutting, D is a value determined by the optical path length of the light emitted from the oscillator, and if this is DL,
【数1】 で与えられる。(Equation 1) Given by
【0113】但し、Zは光路長 λはレーザ光の波長 ωoはビームウェストと称する最も狭いZ=0の所の半
径 fは焦点距離 また、焦点距離fはHere, Z is the optical path length λ is the wavelength of the laser beam ωo is the radius at the narrowest point where Z = 0 called the beam waist f is the focal length Further, the focal length f is
【数2】 で示される。(Equation 2) Indicated by
【0114】特に、DLを14mm(ガウス分布の1/
e2 の径)前後とし、fを190mm前後とした場合に
はFナンバーは11.5〜14.5となり、このFナン
バーで最大25mm程度の鋼鉄を切断できるようにな
る。In particular, DL is set to 14 mm (1/1 of the Gaussian distribution).
and e diameter of 2) before and after, F-number in the case where the f front and rear 190mm will be able cut from 11.5 to 14.5, and the maximum 25mm about steel in the F-number.
【0115】また、Fナンバーを11.5〜14.5と
して最大25mm程度の鋼鉄を切断する場合は、集光さ
れたビームスポット径(熱源)は、約φ0.4mm(e
-2径)にすることが望ましい。また、材料の切断幅で換
算した値(移動している時の幅)では、0.3〜0.7
mmの範囲であること。また、ビームスポットの回転半
径は切断板厚にかかわらずr=0.5mm以内。なお、
焦点位置は切断材料内部に設定した。When cutting steel having a maximum of about 25 mm with an F number of 11.5 to 14.5, the focused beam spot diameter (heat source) is about φ0.4 mm (e).
-2 diameter). In addition, the value (width when moving) converted by the cutting width of the material is 0.3 to 0.7.
mm. The radius of rotation of the beam spot is within r = 0.5 mm regardless of the thickness of the cut plate. In addition,
The focal position was set inside the cutting material.
【0116】また、アシストガスノズルに供給するアシ
ストガスは、ノズル内の乱流を発生させないように供給
することが重要であり、ノズルを設けた容器の容積は少
なくとも30cm3 以上が必要であり、100cm3 程
度の容器に充満させた状態から先端のノズルから所用の
圧力で噴射させることが望ましい。It is important that the assist gas supplied to the assist gas nozzle is supplied so as not to generate turbulence in the nozzle. The volume of the container provided with the nozzle is required to be at least 30 cm 3, and about 100 cm 3. It is desirable to spray from the nozzle at the tip with the required pressure from the state where the container is filled.
【0117】一般にガス流量Gfとノズル径Ndと容器
内のガス圧Pとの関係は図16に示す関係となってい
る。Generally, the relationship among the gas flow rate Gf, the nozzle diameter Nd, and the gas pressure P in the container is as shown in FIG.
【0118】すなわち、図16に於けるガス流量Gf
は、That is, the gas flow rate Gf in FIG.
Is
【数3】 但し、Gfはアシストガス流量 Gpはアシストガスの圧力 Cは定数 nはノズル径φ=1.0を基にした任意のノズル径を採
ったときの流量増加率又は割合(少数表示) aは係数 で求められる。(Equation 3) Where Gf is the flow rate of the assist gas Gp is the pressure of the assist gas C is a constant n is the flow rate increase rate or ratio (decimal number display) when an arbitrary nozzle diameter is adopted based on the nozzle diameter φ = 1.0 a is a coefficient Is required.
【0119】また、ガス流量が60〜260NL/mi
nの範囲で切断する場合は、図16に示すように、前述
の容器内のガス圧力は、約0.2〜0.6bar程度が
望ましく、最大でも1.0bar以内でよい。また、ノ
ズル径は2〜4mmとすることが望ましい。The gas flow rate is 60 to 260 NL / mi.
When cutting in the range of n, as shown in FIG. 16, the gas pressure in the above-described container is desirably about 0.2 to 0.6 bar, and may be at most within 1.0 bar. The nozzle diameter is desirably 2 to 4 mm.
【0120】さらに、前記偏心量δは前記オプチカルフ
ラット53の厚さt(mm)と、光軸55に対する角度
αを変えることにより希望する適宜な偏心量δを得るこ
とが可能であり、実験の結果、鋼板の板厚が16mm〜
25mm程度の厚板の切断においては、α=10度±5
度、t=5±2.5mmとするのが望ましい。Further, the desired amount of eccentricity δ can be obtained by changing the thickness t (mm) of the optical flat 53 and the angle α with respect to the optical axis 55. As a result, the thickness of the steel plate
When cutting a thick plate of about 25 mm, α = 10 degrees ± 5
It is desirable that t = 5 ± 2.5 mm.
【0121】すなわち、2kWの出力で最大25mmの
鋼鉄を切断する場合は、Fナンバ、スポット径、回転半
径、チェンバ容積、ガス圧、ノズル径を前述の条件にし
て、オプチカルフラット53を偏心させながらレーザビ
ームをワークに照射している。このため、ワーク内にお
いて焦点が深く結ばれて、かつこの焦点が振られて加工
穴が大きくなり、この加工穴にアシストガスが流入して
溶解がより促進されるので、最大25mmの厚みがあっ
ても高精度で切断が行われる。That is, when cutting a steel having a maximum of 25 mm at an output of 2 kW, the optical flat 53 is eccentric while the F number, spot diameter, turning radius, chamber volume, gas pressure, and nozzle diameter are set as described above. The work is irradiated with a laser beam. For this reason, the focal point is deeply formed in the work, and the focal point is shaken to enlarge the processing hole, and the assist gas flows into the processing hole to further promote the dissolution, so that the maximum thickness is 25 mm. Even with this, cutting is performed with high precision.
【0122】[0122]
【発明の効果】請求項1〜請求項7に記載の発明によれ
ば、レーザー出力が2kWクラスのレーザー加工機にお
いて、板厚が19mm〜25mm程度の厚板鋼板におい
て実用的な精度有する切断を行うことができる。According to the first to seventh aspects of the present invention, in a laser processing machine having a laser output of 2 kW class, cutting with practical accuracy in a thick steel plate having a thickness of about 19 mm to 25 mm is performed. It can be carried out.
【0123】請求項8〜請求項10に記載の発明によれ
ば、4mm〜5mm程度の広い溶接ギャップにおいても
良好な溶接を行うことが可能となり、突合わせ溶接にお
けるギャップの寸法誤差の許容範囲が大きくなりギャッ
プ管理が容易となる。According to the invention as set forth in claims 8 to 10, good welding can be performed even in a wide welding gap of about 4 mm to 5 mm, and the allowable range of the gap dimensional error in butt welding is reduced. It becomes large and gap management becomes easy.
【0124】請求項11〜請求項13に記載の発明によ
れば、直線および幅の広い直線、曲線、螺旋状の曲線等
の種々の曲線を被加工材の表面に加飾(描写)すること
ができる。According to the eleventh to thirteenth aspects, various curves such as straight lines and wide straight lines, curved lines, spiral curves, and the like are decorated (drawn) on the surface of the workpiece. Can be.
【0125】請求項14に記載の発明によれば、2kW
前後の中出力のレーザー加工機においても25mm程度
の厚板鋼板のレーザーピアスが可能となる。According to the fourteenth aspect, 2 kW
The laser piercing of a thick steel plate of about 25 mm is also possible with a middle and low power laser processing machine before and after.
【0126】請求項15〜請求項20に記載の発明によ
れば、2kW前後の中出力のレーザー加工機においても
25mm程度の厚板鋼板のレーザーピアスが可能となる
ことに加え、スパッター(金属の溶融酸化物)の飛散が
少なく、ピアス穴の周囲に盛上がりが形成されない。According to the invention of claims 15 to 20, a laser piercing of a thick steel plate having a thickness of about 25 mm can be performed even with a medium power laser processing machine of about 2 kW, There is little scattering of molten oxide) and no bulge is formed around the pierced hole.
【0127】請求項21〜請求項25に記載の発明によ
れば、レーザー出力が2kWクラスのレーザー加工機に
おいて、板厚が19mm〜25mm程度の厚板鋼板にお
いて実用的な精度有する切断を行うことが可能となる。According to the twenty-first to twenty-fifth aspects of the present invention, in a laser processing machine with a laser output of 2 kW class, cutting with practical accuracy is performed on a thick steel plate having a thickness of about 19 mm to 25 mm. Becomes possible.
【0128】請求項26に記載の発明によれば、突合わ
せ溶接におけるギャップの寸法誤差の許容範囲が大きく
なりギャップ管理が容易となる。According to the twenty-sixth aspect, the allowable range of the dimensional error of the gap in the butt welding is increased, and the gap management becomes easy.
【0129】請求項27、請求項28に記載の発明によ
れば、偏心用光学系によって集光されたレーザービーム
を回転させると共に被加工材をレーザー加工ヘッドの光
軸に対して移動させることにより各種の模様を被加工材
の表面に加飾(描写)することができる。According to the twenty-seventh and twenty-eighth aspects, the laser beam focused by the eccentric optical system is rotated and the workpiece is moved with respect to the optical axis of the laser processing head. Various patterns can be decorated (depicted) on the surface of the workpiece.
【図1】本発明に係わるレーザー加工ヘッドの第1の実
施形態。FIG. 1 is a first embodiment of a laser processing head according to the present invention.
【図2】本発明に係わるレーザー加工ヘッドに使用した
偏心用光学系(オプチカルフラット)の説明図。FIG. 2 is an explanatory diagram of an eccentric optical system (optical flat) used in a laser processing head according to the present invention.
【図3】本発明に係わるレーザー切断方法の原理の説明
図。FIG. 3 is an explanatory view of the principle of the laser cutting method according to the present invention.
【図4】本発明に係わるレーザー切断方法の原理の説明
図で図3におけるIV−IV断面図。4 is an explanatory view of the principle of the laser cutting method according to the present invention, and is a cross-sectional view taken along the line IV-IV in FIG.
【図5】本発明に係わるレーザー溶接方法の原理の説明
図。FIG. 5 is an explanatory view of the principle of the laser welding method according to the present invention.
【図6】本発明に係わるレーザー加工ヘッドの第2の実
施形態。FIG. 6 is a second embodiment of the laser processing head according to the present invention.
【図7】本発明に係わるレーザー加飾方法によって各種
の模様を被加工材の表面に加飾した例。FIG. 7 is an example in which various patterns are decorated on the surface of a workpiece by the laser decoration method according to the present invention.
【図8】本発明に係わるレーザー加工ヘッドの偏心用光
学系第2の実施の形態。FIG. 8 shows a second embodiment of an eccentric optical system for a laser processing head according to the present invention.
【図9】図8のIX−IX線に沿った断面図。FIG. 9 is a sectional view taken along the line IX-IX of FIG. 8;
【図10】本発明に係わるレーザー加工ヘッドの偏心用
光学系第3の実施の形態。FIG. 10 shows an optical system for decentering a laser processing head according to a third embodiment of the present invention.
【図11】図10のXI−XI線に沿った断面図。FIG. 11 is a sectional view taken along the line XI-XI in FIG. 10;
【図12】本発明に係わるレーザーピアスに使用するパ
ルスレーザーの出力制御についての説明図。FIG. 12 is an explanatory diagram of output control of a pulse laser used for a laser piercing according to the present invention.
【図13】本発明に係わるレーザーピアスによるピアス
加工の試験結果。FIG. 13 shows a test result of piercing by a laser piercing according to the present invention.
【図14】焦点変更可能なヘッドの説明図。FIG. 14 is an explanatory diagram of a focus changeable head.
【図15】図14のヘッドを用いたときの焦点距離を移
動量の関係を説明する説明図。FIG. 15 is an explanatory diagram illustrating the relationship between the focal length and the amount of movement when the head of FIG. 14 is used.
【図16】ガス流量、ガス圧、ノズル径の関係を説明す
る説明図。FIG. 16 is an explanatory diagram illustrating a relationship among a gas flow rate, a gas pressure, and a nozzle diameter.
1 レーザー加工ヘッド 3 レンズユニット 5 レンズユニット装着部材 7 ねじ穴 11、110、120 集光レンズ 13 冷却液流路 15 冷却液供給口 17 第1筒体 21 第2筒体 29 環状部材 33 ベアリング 34 ベアリング押さえ 35 回転筒 37 従動プーリー 39 モーターブラケット 41 モーターベース 43 モーター 47 駆動プーリー 49 駆動ベルト 51 窓 53 オプチカルフラット 55 光軸 57 オプチカルフラット支持体 59 第3筒体 63 ウインド 65 第4筒体 71 押しねじ 73 フランジ固定部材 75 アシストガスノズル 77 アシストガス噴射口 79 ノズルチップ 80 法線 81 切断ライン 83 ビームスポット 85 切断フロント(切断過程にある領域) 87 溶接ライン 89 溶込み領域領域 91 ビームスポットの軌跡 93 レーザー加工ヘッド 95、97 プリズム(光学ウエッジ) 99 第1屈折面 101 第2屈折面 111 レンズ支持体 113 下部スペーサー 115 レンズ押さえ 121 光学系支持体 129 レンズホルダー B 切断幅 D 間隔 LB レーザービーム e 偏心量 f 焦点距離 I、I1 、I2 入射角 R1 、R2 屈折角 r 半径 t 厚さ α 角度 θ プリズム角 δ、δ’ 偏心量 ΔL 送り量 ΔH 深さ W、W1 、W2 鋼板DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Laser processing head 3 Lens unit 5 Lens unit mounting member 7 Screw hole 11, 110, 120 Condensing lens 13 Coolant flow path 15 Coolant supply port 17 First cylinder 21 Second cylinder 29 Ring member 33 Bearing 34 Bearing Hold down 35 Rotating cylinder 37 Followed pulley 39 Motor bracket 41 Motor base 43 Motor 47 Driving pulley 49 Driving belt 51 Window 53 Optical flat 55 Optical axis 57 Optical flat support 59 Third cylindrical body 63 Window 65 Fourth cylindrical body 71 Push screw 73 Flange fixing member 75 Assist gas nozzle 77 Assist gas injection port 79 Nozzle tip 80 Normal line 81 Cutting line 83 Beam spot 85 Cutting front (area in the cutting process) 87 Welding line 89 Penetration area area 91 Bee Spot trajectory 93 Laser processing head 95, 97 Prism (optical wedge) 99 First refraction surface 101 Second refraction surface 111 Lens support 113 Lower spacer 115 Lens press 121 Optical support 129 Lens holder B Cutting width D Interval LB Laser Beam e Eccentricity f Focal length I, I 1 , I 2 Incident angle R 1 , R 2 Refraction angle r Radius t Thickness α Angle θ Prism angle δ, δ ′ Eccentricity ΔL Feed amount ΔH Depth W, W 1 , W 2 steel plate
Claims (28)
光用光学系により集光されたレーザービームを前記集光
用光学系の光軸から偏心させる偏心用光学系を設け、該
偏心用光学系により偏心させられて焦点位置に集光した
微小なレーザービームスポットを前記集光用光学系の軸
心を中心に回転させると同時に、前記レーザー加工ヘッ
ドのアシストガスノズルからアシストガスを被加工材の
切断部に供給し、前記光軸と該被加工材とを相対的に移
動させることにより被加工材を切断することを特徴とす
るレーザー切断方法。1. An eccentric optical system for eccentrically deviating a laser beam condensed by a laser beam condensing optical system of a laser processing head from an optical axis of the condensing optical system. At the same time as rotating the small laser beam spot focused at the focal position around the axis of the focusing optical system, the assist gas from the assist gas nozzle of the laser processing head is applied to the cutting portion of the workpiece. A laser cutting method, comprising cutting the workpiece by supplying and moving the optical axis and the workpiece relative to each other.
光軸に傾斜角度αで回転駆動自在に設けた板厚tのオプ
チカルフラットであることを特徴とする請求項1に記載
のレーザー切断方法。2. The optical system according to claim 1, wherein the decentering optical system is an optical flat having a plate thickness t provided rotatably at an inclination angle α on an optical axis of the condensing optical system. Laser cutting method.
厚tが5mm±2.5mmであることを特徴とする請求
項2に記載のレーザー切断方法。3. The laser cutting method according to claim 2, wherein the inclination angle α is 10 degrees ± 5 degrees and the plate thickness t is 5 mm ± 2.5 mm.
ーム光軸に対して偏心させて設けると共に該入射ビーム
光軸を軸心に回転自在に設け、該集光レンズ自身を偏心
用光学系としたことを特徴とする請求項1に記載のレー
ザー切断方法。4. The condensing optical system is provided with a condensing lens decentered with respect to an incident beam optical axis, and is provided so as to be rotatable about the incident beam optical axis. The laser cutting method according to claim 1, wherein the laser cutting method is an optical system.
ーム光軸に対して傾斜角αで設けると共に該入射ビーム
光軸を軸心に回転自在に設け、該集光レンズ自身を偏心
用光学系としたことを特徴とする請求項1に記載のレー
ザー切断方法。5. The condensing optical system includes a converging lens provided at an inclination angle α with respect to an optical axis of an incident beam and rotatably provided around the optical axis of the incident beam. The laser cutting method according to claim 1, wherein the laser cutting method is an optical system.
の薄板切断時に比べてFナンバーが2倍前後にされ、 前記アシストガスノズルから供給されるガスは、 60〜300Nl/minのガス流量の疑似ガウス的な
アシストガスにされていることを特徴とする請求項1記
載のレーザー切断方法。6. The condensing optical system has an F number that is about twice as large as when cutting a thin plate having a maximum of about 16 mm, and the gas supplied from the assist gas nozzle has a gas flow rate of 60 to 300 Nl / min. The laser cutting method according to claim 1, wherein the assist gas is a pseudo Gaussian assist gas.
2〜0.6barにされていることを特徴とする請求項
1記載のレーザ切断方法。7. The gas pressure of the assist gas nozzle is set to 0.1.
2. The laser cutting method according to claim 1, wherein the laser cutting speed is set to 2 to 0.6 bar.
光用光学系により集光されたレーザービームを前記集光
用光学系の光軸から偏心させる偏心用光学系を設け、該
偏心用光学系により偏心させられて焦点位置に集光した
微小なレーザービームスポットを前記集光用光学系の軸
心を中心に回転させると同時に、被加工材の溶接ライン
にそって前記レーザー加工ヘッドの光軸を相対的に移動
させることにより被溶接材を溶接することを特徴とする
レーザー溶接方法。8. An eccentric optical system for eccentrically deviating a laser beam focused by a laser beam focusing optical system of a laser processing head from an optical axis of the focusing optical system. At the same time as rotating the minute laser beam spot focused at the focal position about the axis of the focusing optical system, the optical axis of the laser processing head is relatively aligned along the welding line of the workpiece. A laser welding method, characterized in that a material to be welded is welded by moving the laser beam.
光軸に傾斜角度αで回転駆動自在に設けた板厚tのオプ
チカルフラットであることを特徴とする請求項8に記載
のレーザー溶接方法。9. The optical system according to claim 8, wherein the decentering optical system is an optical flat having a plate thickness t provided rotatably at an inclination angle α on an optical axis of the condensing optical system. Laser welding method.
び前記板厚tが5mm±2.5mmあることを特徴とす
る請求項9に記載のレーザー溶接方法。10. The laser welding method according to claim 9, wherein the inclination angle α is 20 degrees ± 15 degrees and the thickness t is 5 mm ± 2.5 mm.
集光用光学系により集光されたレーザービームを前記集
光用光学系の光軸から偏心させる偏心用光学系を設け、
該偏心用光学系により偏心させられて焦点位置に集光し
た微小なレーザービームスポットを前記集光用光学系の
軸心を中心に回転させると同時に、被加工材を前記レー
ザー加工ヘッドの光軸に対して相対的に移動させること
により被加工材の表面に模様を描くことを特徴としたレ
ーザー加飾方法。11. An eccentric optical system for eccentrically deviating a laser beam focused by a laser beam focusing optical system of a laser processing head from an optical axis of the focusing optical system,
A minute laser beam spot decentered by the eccentric optical system and condensed at the focal position is rotated about the axis of the converging optical system, and at the same time, the workpiece is moved to the optical axis of the laser processing head. A laser decorating method characterized by drawing a pattern on the surface of a workpiece by relatively moving the workpiece.
の光軸を軸心に回転駆動自在に設けた少なくとも1個以
上のプリズム(光学ウエッジ)からなることを特徴とす
る請求項11に記載のレーザー加飾方法。12. The optical system according to claim 11, wherein the decentering optical system includes at least one or more prisms (optical wedges) rotatably provided around the optical axis of the light collecting optical system. Laser decoration method described in 1.
距離をおいて設けた2個のプリズム(光学ウエッジ)か
らなり、該プリズム(光学ウエッジ)のそれぞれを独立
して正逆方向に回転駆動自在に設けたことを特徴とする
請求項12に記載のレーザー加飾方法。13. The prism (optical wedge) is composed of two prisms (optical wedge) provided at a fixed distance, and each of the prisms (optical wedge) is independently rotatable in forward and reverse directions. The laser decorating method according to claim 12, wherein the laser decorating method is provided.
集光用光学系により集光されたレーザービームを前記集
光用光学系の光軸から偏心させる偏心用光学系を設け、
該偏心用光学系により偏心させられて焦点位置に集光し
た微小なレーザービームスポットを前記集光用光学系の
軸心を中心に回転させると同時に、前記レーザー加工ヘ
ッドのアシストガスノズルからアシストガスを被加工材
の切断部に供給し、該被加工材に貫通穴加工を行うこと
を特徴とするレーザーピアス方法。14. An eccentric optical system for eccentrically deviating a laser beam focused by a laser beam focusing optical system of a laser processing head from an optical axis of the focusing optical system,
At the same time as rotating the minute laser beam spot decentered by the eccentric optical system and condensed at the focal position about the axis of the converging optical system, assist gas is supplied from the assist gas nozzle of the laser processing head. A laser piercing method, wherein the laser piercing method comprises supplying the material to a cut portion of the work material and performing through-hole processing in the work material.
射するレーザービームにパルスレーザーを使用し、該パ
ルスレーザーの周波数およびパルスデューティーをピア
ス加工開始時は低く設定し、ピアス加工の進行と共に前
記周波数とパルスデューティーとをレーザー出力が指令
値になるまで階段的に増加させてピアス加工を完了させ
ることを特徴とする請求項14に記載のレーザーピアス
方法。15. A pulse laser is used for a laser beam incident on the laser beam focusing optical system, and the frequency and pulse duty of the pulse laser are set low at the start of piercing, and the frequency is set as piercing proceeds. The laser piercing method according to claim 14, wherein the piercing is completed by increasing stepwise and the pulse duty until the laser output reaches the command value.
の光軸に傾斜角度αで回転駆動自在に設けた板厚tのオ
プチカルフラットであることを特徴とする請求項14、
請求項15に記載のレーザーピアス方法。16. The optical system according to claim 14, wherein the decentering optical system is an optical flat having a plate thickness t provided rotatably at an inclination angle α on the optical axis of the condensing optical system.
The laser piercing method according to claim 15.
して偏心させて設けると共に該入射ビーム光軸を軸心に
回転自在に設け、該集光レンズ自身を偏心用光学系とし
たことを特徴とする請求項14、請求項15に記載のレ
ーザーピアス方法。17. The method according to claim 17, wherein the condensing lens is provided so as to be decentered with respect to the optical axis of the incident beam, and the optical axis of the incident beam is rotatably provided about the axis. The laser piercing method according to claim 14, wherein the laser piercing method is used.
して傾斜角αで設けると共に該入射ビーム光軸を軸心に
回転自在に設け、該集光レンズ自身を偏心用光学系とし
たことを特徴とする請求項14、請求項15に記載のレ
ーザーピアス方法。18. The condensing lens is provided at an inclination angle α with respect to an incident beam optical axis, and is rotatably provided around the incident beam optical axis, and the condensing lens itself is an optical system for decentering. The laser piercing method according to claim 14, wherein:
度の薄板切断時に比べてFナンバーが2倍前後にされ、 前記アシストガスノズルから供給されるガスは、 60〜300Nl/minのガス流量の疑似ガウス的な
アシストガスにされていることを特徴とする請求項14
記載のレーザーピアス方法。19. The condensing optical system has an F number that is about twice that of a thin plate having a maximum thickness of about 16 mm, and the gas supplied from the assist gas nozzle has a gas flow rate of 60 to 300 Nl / min. 15. A pseudo Gaussian assist gas.
The described laser piercing method.
0.2〜0.6barにされていることを特徴とする請
求項14記載のレーザピアス方法。20. The laser piercing method according to claim 14, wherein the gas pressure of the assist gas nozzle is set to 0.2 to 0.6 bar.
ドにおいて、レーザービーム集光用光学系の下方位置に
レーザービームを前記集光用光学系の光軸から偏心させ
る回転駆動自在の偏心用光学系を設けると共に前記偏心
用光学系からのレーザービームを通過させると同時にア
シストガスを同軸に噴射させるアシストガスノズルとを
設けたことを特徴とするレーザー加工ヘッド。21. A laser processing head of a laser processing apparatus, wherein an eccentric optical system rotatably driven for eccentricity of a laser beam from an optical axis of the optical system for focusing is provided below the optical system for focusing the laser beam. A laser processing head, further comprising an assist gas nozzle for passing the laser beam from the eccentric optical system and simultaneously injecting the assist gas coaxially.
の光軸に傾斜角度αで回転駆動自在に設けた板厚tのオ
プチカルフラットであることを特徴とする請求項21に
記載のレーザー加工ヘッド。22. The optical system according to claim 21, wherein the decentering optical system is an optical flat having a plate thickness t provided rotatably at an inclination angle α on an optical axis of the condensing optical system. Laser processing head.
板厚tが5mm±2.5mmであることを特徴とする請
求項22に記載のレーザー加工ヘッド。23. The laser processing head according to claim 22, wherein the inclination angle α is 10 degrees ± 5 degrees and the plate thickness t is 5 mm ± 2.5 mm.
ビーム光軸に対して偏心させて設けると共に該入射ビー
ム光軸を軸心に回転自在に設け、該集光レンズ自身を偏
心用光学系としたことを特徴とする請求項21に記載の
レーザー加工ヘッド。24. The condensing optical system according to claim 1, wherein the condensing lens is provided so as to be decentered with respect to the incident beam optical axis, and the incident beam optical axis is rotatably provided about the axis. 22. The laser processing head according to claim 21, wherein the laser processing head is an optical system.
ビーム光軸に対して傾斜角αで設けると共に該入射ビー
ム光軸を軸心に回転自在に設け、該集光レンズ自身を偏
心用光学系としたことを特徴とする請求項21に記載の
レーザー加工ヘッド。25. The condensing optical system is provided with a condensing lens at an inclination angle α with respect to the incident beam optical axis, and is provided rotatably about the incident beam optical axis. 22. The laser processing head according to claim 21, wherein the laser processing head is an optical system for use.
び前記板厚tが5mm±2.5mmあることを特徴とす
る請求項22または請求項23に記載のレーザー加工ヘ
ッド。26. The laser processing head according to claim 22, wherein the inclination angle α is 20 degrees ± 15 degrees and the plate thickness t is 5 mm ± 2.5 mm.
の光軸を軸心に回転駆動自在に設けた少なくとも1個以
上のプリズム(光学ウエッジ)からなることを特徴とす
る請求項21に記載のレーザー加工ヘッド。27. The decentering optical system comprises at least one or more prisms (optical wedges) provided rotatably about the optical axis of the condensing optical system as an axis. The laser processing head according to 1.
距離をおいて設けた2個のプリズム(光学ウエッジ)か
らなり、該プリズム(光学ウエッジ)のそれぞれを独立
して正逆方向に回転駆動自在に設けたことを特徴とする
請求項27に記載のレーザー加工ヘッド。28. The prism (optical wedge) is composed of two prisms (optical wedge) provided at a fixed distance, and each of the prisms (optical wedge) is independently rotatable in the forward and reverse directions. The laser processing head according to claim 27, wherein the laser processing head is provided.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9315618A JPH11156579A (en) | 1996-11-15 | 1997-11-17 | Methods for laser cutting, laser piercing, laser welding and laser decoration, and laser processing heads therefor |
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30503196 | 1996-11-15 | ||
| JP8-305031 | 1997-09-26 | ||
| JP9-262240 | 1997-09-26 | ||
| JP26224097 | 1997-09-26 | ||
| JP9315618A JPH11156579A (en) | 1996-11-15 | 1997-11-17 | Methods for laser cutting, laser piercing, laser welding and laser decoration, and laser processing heads therefor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11156579A true JPH11156579A (en) | 1999-06-15 |
Family
ID=27335109
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9315618A Abandoned JPH11156579A (en) | 1996-11-15 | 1997-11-17 | Methods for laser cutting, laser piercing, laser welding and laser decoration, and laser processing heads therefor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11156579A (en) |
Cited By (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002018584A (en) * | 2000-05-31 | 2002-01-22 | L'air Liquide | Application of hybrid arc / laser method to pipe welding |
| JP2002301581A (en) * | 2001-02-05 | 2002-10-15 | Denso Corp | Recessing method by laser and method of manufacturing metal mold for molding honeycomb structure |
| WO2009107538A1 (en) * | 2008-02-29 | 2009-09-03 | トヨタ自動車 株式会社 | Laser processing device and laser processing method |
| US7952819B2 (en) | 2005-04-12 | 2011-05-31 | Sony Corporation | Optical device, light irradiation apparatus and light irradiation method |
| CN102465195A (en) * | 2010-11-16 | 2012-05-23 | 杭州中科新松光电有限公司 | Light-water coaxial laser shock peening head |
| JP2013010113A (en) * | 2011-06-29 | 2013-01-17 | Mitsuboshi Diamond Industrial Co Ltd | Work processor by laser beam |
| WO2013024760A1 (en) * | 2011-08-16 | 2013-02-21 | 株式会社 アマダ | Laser machining head |
| JP2013154365A (en) * | 2012-01-27 | 2013-08-15 | Toshiba Corp | Welding apparatus and welding method |
| JP2014161903A (en) * | 2013-02-27 | 2014-09-08 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Processing device, and processing method |
| WO2015107664A1 (en) * | 2014-01-17 | 2015-07-23 | 株式会社日立製作所 | Laser welding method and welded joint |
| KR20150086374A (en) * | 2013-02-27 | 2015-07-27 | 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤 | Machining device and machining method |
| WO2015129249A1 (en) * | 2014-02-25 | 2015-09-03 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Laser cutting head and laser cutting system |
| CN105008086A (en) * | 2013-02-27 | 2015-10-28 | 三菱重工业株式会社 | Processing device and processing method |
| CN107587132A (en) * | 2017-10-19 | 2018-01-16 | 西安中科中美激光科技有限公司 | A kind of multifunctional coaxial powder feeding high-rate laser spray equipment and application |
| FR3056129A1 (en) * | 2016-09-20 | 2018-03-23 | Renault S.A.S | METHOD FOR GUIDING A ROTARY DISPLACEMENT LASER BEAM, AND ASSOCIATED GUIDE DEVICE |
| JP2018202471A (en) * | 2017-06-08 | 2018-12-27 | 株式会社トヨコー | Laser processing device and laser processing method |
| US20220203481A1 (en) * | 2020-12-29 | 2022-06-30 | American Air Liquide, Inc. | Donut keyhole laser cutting |
| DE102021110490A1 (en) | 2021-04-23 | 2022-10-27 | Evekinger Rohr- Und Profilwerke Gmbh | Device for processing a substrate using a laser processing head |
| DE102022118282A1 (en) | 2022-07-21 | 2024-02-01 | TRUMPF Werkzeugmaschinen SE + Co. KG | Laser cutting process with periodically recurring superimposed beam deflection |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63281790A (en) * | 1987-05-15 | 1988-11-18 | Fujitsu Ltd | Driving mechanism for optical head for laser beam machining |
| JPH04319089A (en) * | 1991-04-19 | 1992-11-10 | Fanuc Ltd | Method for controlling piercing of laser beam machine |
| JPH0669928U (en) * | 1993-03-16 | 1994-09-30 | 川崎重工業株式会社 | Laser beam oscillator device |
| JPH06320296A (en) * | 1993-05-11 | 1994-11-22 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | Laser processing apparatus and laser processing method |
| JPH07246487A (en) * | 1994-03-11 | 1995-09-26 | Amatetsuku:Kk | Laser engraving machine |
-
1997
- 1997-11-17 JP JP9315618A patent/JPH11156579A/en not_active Abandoned
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63281790A (en) * | 1987-05-15 | 1988-11-18 | Fujitsu Ltd | Driving mechanism for optical head for laser beam machining |
| JPH04319089A (en) * | 1991-04-19 | 1992-11-10 | Fanuc Ltd | Method for controlling piercing of laser beam machine |
| JPH0669928U (en) * | 1993-03-16 | 1994-09-30 | 川崎重工業株式会社 | Laser beam oscillator device |
| JPH06320296A (en) * | 1993-05-11 | 1994-11-22 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | Laser processing apparatus and laser processing method |
| JPH07246487A (en) * | 1994-03-11 | 1995-09-26 | Amatetsuku:Kk | Laser engraving machine |
Cited By (29)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002018584A (en) * | 2000-05-31 | 2002-01-22 | L'air Liquide | Application of hybrid arc / laser method to pipe welding |
| JP2002301581A (en) * | 2001-02-05 | 2002-10-15 | Denso Corp | Recessing method by laser and method of manufacturing metal mold for molding honeycomb structure |
| US7952819B2 (en) | 2005-04-12 | 2011-05-31 | Sony Corporation | Optical device, light irradiation apparatus and light irradiation method |
| WO2009107538A1 (en) * | 2008-02-29 | 2009-09-03 | トヨタ自動車 株式会社 | Laser processing device and laser processing method |
| CN102465195A (en) * | 2010-11-16 | 2012-05-23 | 杭州中科新松光电有限公司 | Light-water coaxial laser shock peening head |
| JP2013010113A (en) * | 2011-06-29 | 2013-01-17 | Mitsuboshi Diamond Industrial Co Ltd | Work processor by laser beam |
| KR101362738B1 (en) * | 2011-06-29 | 2014-02-14 | 미쓰보시 다이야몬도 고교 가부시키가이샤 | Apparatus for processing work by laser beam |
| WO2013024760A1 (en) * | 2011-08-16 | 2013-02-21 | 株式会社 アマダ | Laser machining head |
| JP2013039594A (en) * | 2011-08-16 | 2013-02-28 | Amada Co Ltd | Laser machining head |
| JP2013154365A (en) * | 2012-01-27 | 2013-08-15 | Toshiba Corp | Welding apparatus and welding method |
| CN105008086A (en) * | 2013-02-27 | 2015-10-28 | 三菱重工业株式会社 | Processing device and processing method |
| JP2014161903A (en) * | 2013-02-27 | 2014-09-08 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Processing device, and processing method |
| KR20150086374A (en) * | 2013-02-27 | 2015-07-27 | 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤 | Machining device and machining method |
| US9757816B2 (en) | 2013-02-27 | 2017-09-12 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Machining device and machining method |
| CN105916627A (en) * | 2014-01-17 | 2016-08-31 | 株式会社日立制作所 | Laser welding method and welded joint |
| JPWO2015107664A1 (en) * | 2014-01-17 | 2017-03-23 | 株式会社日立製作所 | Laser welding method and welded joint |
| WO2015107664A1 (en) * | 2014-01-17 | 2015-07-23 | 株式会社日立製作所 | Laser welding method and welded joint |
| US9889522B2 (en) | 2014-02-25 | 2018-02-13 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Laser processing system |
| JPWO2015129249A1 (en) * | 2014-02-25 | 2017-03-30 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Laser processing system |
| WO2015129249A1 (en) * | 2014-02-25 | 2015-09-03 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Laser cutting head and laser cutting system |
| CN106029290A (en) * | 2014-02-25 | 2016-10-12 | 松下知识产权经营株式会社 | Laser cutting head and laser cutting system |
| FR3056129A1 (en) * | 2016-09-20 | 2018-03-23 | Renault S.A.S | METHOD FOR GUIDING A ROTARY DISPLACEMENT LASER BEAM, AND ASSOCIATED GUIDE DEVICE |
| WO2018055281A1 (en) * | 2016-09-20 | 2018-03-29 | Renault S.A.S | Device and method for guiding a laser beam with a view to rotational and linear displacement, in order to vary the eccentricity of the laser beam |
| JP2018202471A (en) * | 2017-06-08 | 2018-12-27 | 株式会社トヨコー | Laser processing device and laser processing method |
| CN107587132A (en) * | 2017-10-19 | 2018-01-16 | 西安中科中美激光科技有限公司 | A kind of multifunctional coaxial powder feeding high-rate laser spray equipment and application |
| US20220203481A1 (en) * | 2020-12-29 | 2022-06-30 | American Air Liquide, Inc. | Donut keyhole laser cutting |
| EP4023388A1 (en) * | 2020-12-29 | 2022-07-06 | L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude | Donut keyhole laser cutting |
| DE102021110490A1 (en) | 2021-04-23 | 2022-10-27 | Evekinger Rohr- Und Profilwerke Gmbh | Device for processing a substrate using a laser processing head |
| DE102022118282A1 (en) | 2022-07-21 | 2024-02-01 | TRUMPF Werkzeugmaschinen SE + Co. KG | Laser cutting process with periodically recurring superimposed beam deflection |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH11156579A (en) | Methods for laser cutting, laser piercing, laser welding and laser decoration, and laser processing heads therefor | |
| JP2787990B2 (en) | Method and apparatus for forming a recess in a workpiece using a laser beam | |
| JP3686317B2 (en) | Laser processing head and laser processing apparatus provided with the same | |
| CN104870137B (en) | Processing device and processing method | |
| US3597578A (en) | Thermal cutting apparatus and method | |
| US9931712B2 (en) | Laser drilling and trepanning device | |
| US5225650A (en) | Process and device for the manufacture of cavities in workpieces through laser beams | |
| JP6137767B2 (en) | Laser processing apparatus and method for forming surface of semi-finished product | |
| US11117221B2 (en) | Laser machining device and laser machining method | |
| JPH05293730A (en) | Complex machine tool capable of laser machining | |
| TW201433394A (en) | Machining device and machining method | |
| JP2004136307A (en) | Laser processing method and laser processing apparatus | |
| JP2005279730A (en) | Laser cutting method and apparatus | |
| JP2004001084A (en) | Twin spot laser welding method and apparatus | |
| JPH04322891A (en) | laser processing equipment | |
| JPH06285662A (en) | Device and method for laser beam machining | |
| JP2000141070A (en) | Laser beam machining head | |
| JP2828879B2 (en) | Laser processing machine | |
| JP2902550B2 (en) | Laser processing machine | |
| JPH06126477A (en) | Laser processing equipment | |
| US20020148819A1 (en) | Laser cutting torch | |
| JPH07185856A (en) | Laser processing method and device | |
| JP2001150168A (en) | Laser groove cutting device | |
| JP3157798B2 (en) | Laser processing machine | |
| JP3394334B2 (en) | Thick plate cutting device by laser heating |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20041105 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060817 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060822 |
|
| A762 | Written abandonment of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A762 Effective date: 20061025 |