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JPH0788669A - Laser beam machine - Google Patents

Laser beam machine

Info

Publication number
JPH0788669A
JPH0788669A JP5236280A JP23628093A JPH0788669A JP H0788669 A JPH0788669 A JP H0788669A JP 5236280 A JP5236280 A JP 5236280A JP 23628093 A JP23628093 A JP 23628093A JP H0788669 A JPH0788669 A JP H0788669A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ozone
assist gas
oxidation reaction
cutting
processing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP5236280A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshinori Nakada
嘉教 中田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fanuc Corp
Original Assignee
Fanuc Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fanuc Corp filed Critical Fanuc Corp
Priority to JP5236280A priority Critical patent/JPH0788669A/en
Publication of JPH0788669A publication Critical patent/JPH0788669A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Laser Beam Processing (AREA)

Abstract

PURPOSE:To perform a cutting work at a high speed in a laser working method by which a mild steel is cut by irradiating it with a laser beam by using oxygen or mixed gas containing oxygen as assist gas. CONSTITUTION:A working nozzle 12 is connected on the tip side of the main body part 11 of a working head 10. A laser beam 20 converged by a condenser lens 15, is emitted from this nozzle tip part 12a toward a working point with assist gas supplied from an assist gas introducing port 14. In the working nozzle 12, an ozone introducing port 130 opening on the nozzle tip part 12a side, is provided, and ozone is supplied from an ozone generator 13 to the ozone introducing port 130. This ozone is mixed with assist gas from the nozzle tip part 12a, and is injected toward a working point. Therefore, even when an oxidation reaction is not sufficiently activated with only assist gas, the oxidation reaction between the ozone and a mild steel which is a work material, can be activated, oxidation reaction energy is increased, and an oxidation reaction speed is also increased.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は酸素または酸素を含む混
合ガスをアシストガスとしレーザ光を照射して軟鋼材に
切断加工を施すレーザ加工装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser processing apparatus for cutting a mild steel material by irradiating laser light with oxygen or a mixed gas containing oxygen as an assist gas.

【0002】[0002]

【従来の技術】軟鋼材を切断加工する場合、図4に示す
ように、板厚毎に存在する最大加工速度V1 、V2 を越
えると、レーザ出力と加工速度の関係が比例関係でなく
なるという現象が生じる。このため、切断速度におのず
から限界がある。
2. Description of the Related Art When cutting a mild steel material, as shown in FIG. 4, when the maximum machining speeds V 1 and V 2 existing for each plate thickness are exceeded, the relation between the laser output and the machining speed becomes non-proportional. The phenomenon occurs. Therefore, the cutting speed is naturally limited.

【0003】レーザによる切断加工の場合、この問題が
解決されない限り、加工目的が競合するプラズマやパン
チプレスの加工速度を上回ることは困難であると考えら
れる。
In the case of laser cutting, it is considered difficult to exceed the processing speed of plasma or punch press, which have competing processing purposes, unless this problem is solved.

【0004】ところで、軟鋼材の切断加工は、レーザ光
自体がもつレーザエネルギ(レーザ出力)によって行わ
れるだけでなく、アシストガスの酸素と軟鋼材の主成分
である鉄との間で発生する酸化反応エネルギも大きく寄
与して行われる。
By the way, the cutting of the mild steel material is performed not only by the laser energy (laser output) of the laser light itself, but also by the oxidation generated between the oxygen of the assist gas and the iron which is the main component of the mild steel material. The reaction energy is also greatly contributed.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】図5は上記のレーザエ
ネルギ、酸化反応エネルギと切断速度の関係を定性的に
示す図である。図に示すように、切断速度が大きくなる
と、レーザエネルギは十分に供給できたとしても、発生
する酸化反応エネルギは逆に減少し不足してしまう。こ
の酸化反応エネルギの不足により、切断不良が発生す
る。
FIG. 5 is a diagram qualitatively showing the relationship between the laser energy, the oxidation reaction energy and the cutting speed. As shown in the figure, when the cutting speed increases, even if the laser energy can be sufficiently supplied, the generated oxidation reaction energy is decreased and becomes insufficient. Due to this lack of oxidation reaction energy, defective cutting occurs.

【0006】図6は従来方法による切断加工時における
ドロス成分を定性的に示す図である。なお、ドロスと
は、切断加工時に発生する溶融金属の塊をいう。図に示
すように、切断速度が大きくなると、酸化された鉄であ
ることを示すFeO、Fe3 4 の割合が小さくなり、
酸化されずに鉄(Fe)のままで残る割合が大きくな
る。すなわち、切断速度が大きくなると、軟鋼材は十分
に酸化反応が進まず未反応の鉄の量が増大する。このた
め、切断速度をそれ程大きくすることはできない。未反
応の鉄は、酸化された鉄に比べ流動性が悪いため加工材
料に付着したままとなり、この点からも切断加工の高速
化は阻害されている。
FIG. 6 shows a cutting process according to a conventional method.
It is a figure which shows a dross component qualitatively. In addition, with dross
Indicates a lump of molten metal generated during cutting. Shown in the figure
As the cutting speed increases, the oxidized iron
FeO, Fe indicating that30 FourThe percentage of
The proportion of iron (Fe) that remains unoxidized increases
It In other words, at higher cutting speeds, mild steel materials
The oxidation reaction does not proceed and the amount of unreacted iron increases. others
Therefore, the cutting speed cannot be increased so much. Unopposed
Ote iron has poor fluidity compared to oxidized iron, so it is a processed material.
The material remains attached to the material, and from this point also the cutting speed is high.
Maturation is inhibited.

【0007】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、切断加工を高速に行うことができるレーザ加
工装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above points, and an object thereof is to provide a laser processing apparatus capable of performing cutting processing at high speed.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明では上記課題を解
決するために、酸素または酸素を含む混合ガスをアシス
トガスとしレーザ光を照射して軟鋼材に切断加工を施す
レーザ加工装置において、オゾンを発生するオゾン発生
手段を設け、前記オゾン発生手段からのオゾンを前記ア
シストガスと共に加工点及びその近傍に供給するように
したことを特徴とするレーザ加工装置が、提供される。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a laser processing apparatus for irradiating a laser beam with oxygen or a mixed gas containing oxygen as an assist gas to cut a mild steel material. There is provided a laser processing apparatus characterized in that an ozone generating means for generating is supplied and ozone from the ozone generating means is supplied to the processing point and its vicinity together with the assist gas.

【0009】[0009]

【作用】アシストガスに酸化作用の強いオゾン混入し
て、加工点及びその近傍に供給する。このため、アシス
トガスだけでは十分に酸化反応が進まない場合でも、ワ
ーク材質である軟鋼材と酸素との間の酸化反応が活発化
し、酸化反応エネルギが増大し、酸化反応速度も増大す
る。したがって、切断加工の加工速度を大きくしても、
その加工速度に追随して速やかに切断加工を行うことが
できる。
Function: Ozone, which has a strong oxidizing effect, is mixed with the assist gas and supplied to the processing point and its vicinity. Therefore, even if the oxidation reaction does not proceed sufficiently with the assist gas alone, the oxidation reaction between the mild steel material as the work material and oxygen is activated, the oxidation reaction energy increases, and the oxidation reaction rate also increases. Therefore, even if the cutting speed is increased,
It is possible to perform cutting processing promptly following the processing speed.

【0010】[0010]

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図1は本発明のレーザ加工装置に係る加工ヘッ
ドの構成を示す図である。図において、加工ヘッド10
の本体部分11は円筒状に形成され、その側壁の一部に
アシストガス導入口14が設けられている。本体部分1
1の先端側に、加工ノズル12が接続して設けられてい
る。このノズル先端部12aからは、集光レンズ15に
よって集光されたレーザ光20が加工点に向けて出射す
る。また、アシストガス導入口14から導入されたアシ
ストガスが、レーザ光20と共に加工点に向けて噴射さ
せられる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a processing head according to the laser processing apparatus of the present invention. In the figure, the processing head 10
The main body portion 11 is formed in a cylindrical shape, and an assist gas introduction port 14 is provided in a part of its side wall. Body part 1
A processing nozzle 12 is connected to and provided on the front end side of 1. The laser light 20 condensed by the condenser lens 15 is emitted from the nozzle tip portion 12a toward the processing point. Further, the assist gas introduced from the assist gas introduction port 14 is jetted toward the processing point together with the laser light 20.

【0011】加工ノズル12には、ノズル先端部12a
側に開口するオゾン導入口130が設けられている。こ
のオゾン導入口130には、オゾン発生装置13からの
オゾンが導入され、ノズル先端部12aからのアシスト
ガスに混入して加工点に向けて噴射される。オゾンは酸
化作用の強いガスである。また、オゾンは時間の経過と
共により安定な酸素に変化していくが、本実施例では、
オゾン発生装置13を設けて生成して間もないオゾンを
供給するようにしたので、酸化作用の強いオゾンの状態
を保持させることができる。
The processing nozzle 12 has a nozzle tip 12a.
An ozone inlet 130 that is open to the side is provided. Ozone from the ozone generator 13 is introduced into the ozone inlet 130, mixed with the assist gas from the nozzle tip portion 12a, and ejected toward the processing point. Ozone is a gas with a strong oxidizing action. Also, ozone changes to more stable oxygen over time, but in this embodiment,
Since the ozone generator 13 is provided to supply the ozone that has just been generated and is generated, the ozone state having a strong oxidizing action can be maintained.

【0012】レーザ光20、アシストガス、及びオゾン
導入口130からのオゾンは、共に加工点またはその近
傍に向けて出射され、その熱的、化学的作用によってワ
ークの軟鋼材に切断加工が行われる。
The laser light 20, the assist gas, and the ozone from the ozone inlet 130 are all emitted toward the processing point or its vicinity, and the mild steel material of the work is cut by its thermal and chemical action. .

【0013】次に、切断加工時に加工点及びその近傍で
発生するエネルギ及びドロスの成分について説明する。
図2は切断加工時に発生するエネルギと切断速度の関係
を定性的に示す図である。図に示すように、レーザエネ
ルギは切断速度に比例して大きくすることができる。
Next, the components of energy and dross generated at and near the processing point during cutting will be described.
FIG. 2 is a diagram qualitatively showing the relationship between the energy generated during cutting and the cutting speed. As shown, the laser energy can be increased in proportion to the cutting speed.

【0014】一方、本実施例では、切断速度を大きくす
るときオゾン導入口130からオゾンを供給するように
した。このため、図中破線で示した従来のアシストガス
だけによる酸化反応エネルギに対して、実線で示すよう
に酸化反応エネルギが増大する。すなわち、アシストガ
スだけでは十分に酸化反応が進まないような場合でも、
オゾンによってワーク材質である軟鋼材との間の酸化反
応が活発化し、酸化反応エネルギが増大し、酸化反応速
度も増大する。したがって、切断加工の加工速度を大き
くしても、その加工速度に追随して速やかに切断加工を
行うことができる。
On the other hand, in this embodiment, ozone is supplied from the ozone inlet 130 when the cutting speed is increased. For this reason, the oxidation reaction energy increases as shown by the solid line, as compared with the oxidation reaction energy by the conventional assist gas shown by the broken line in the figure. That is, even if the assist gas alone does not promote the oxidation reaction,
Ozone activates the oxidation reaction with the mild steel material that is the work material, increases the oxidation reaction energy, and increases the oxidation reaction rate. Therefore, even if the processing speed of the cutting processing is increased, the cutting processing can be performed quickly following the processing speed.

【0015】図3は切断加工時におけるドロス成分を定
性的に示す図である。本実施例では、切断速度を大きく
するときオゾン導入口130からオゾンを供給するよう
にした。このため、図中破線で示した従来のアシストガ
スだけによる場合のドロスの各成分は、実線で示すよう
に変化する。特に顕著なのは、酸化されずに鉄(Fe)
のままで残る割合が大幅に減少し、それに変わってオゾ
ンと鉄との化合物であるFeOが増大することである。
FIG. 3 is a diagram qualitatively showing the dross component during the cutting process. In this embodiment, ozone is supplied from the ozone inlet 130 when the cutting speed is increased. Therefore, each component of the dross, which is shown by the broken line in the figure and only by the conventional assist gas, changes as shown by the solid line. Especially remarkable is iron (Fe) without oxidation.
The ratio of remaining as it is is greatly reduced, and FeO, which is a compound of ozone and iron, is increased instead.

【0016】このように、オゾンの供給によって鉄との
酸化反応が活発に進み、その結果、未反応の鉄の量が大
幅に減少するので、切断速度の高速化が可能になる。ま
た、未反応の鉄は、酸化された鉄に比べ流動性が悪いた
め加工材料に付着したままとなるが、その未反応の鉄の
量が大幅に減少するので、その点からも切断加工の高速
化が可能となる。
As described above, the supply of ozone actively promotes the oxidation reaction with iron, and as a result, the amount of unreacted iron is greatly reduced, so that the cutting speed can be increased. In addition, unreacted iron has poor fluidity compared to oxidized iron and remains attached to the processing material, but the amount of unreacted iron is greatly reduced. Higher speed is possible.

【0017】[0017]

【発明の効果】以上説明したように本発明では、アシス
トガスに酸化作用の強いオゾンを混入して、加工点及び
その近傍に供給するようにした。このため、アシストガ
スだけでは十分に酸化反応が進まない場合でも、ワーク
材質である軟鋼材と酸素との間の酸化反応を活発化させ
ることができ、酸化反応エネルギが増大し、酸化反応速
度も増大する。したがって、切断加工の加工速度を大き
くしても、その加工速度に追随して速やかに切断加工を
行うことができる。
As described above, in the present invention, ozone having a strong oxidizing action is mixed in the assist gas and supplied to the processing point and its vicinity. For this reason, even if the oxidation reaction does not proceed sufficiently with the assist gas alone, the oxidation reaction between the mild steel material that is the work material and oxygen can be activated, the oxidation reaction energy increases, and the oxidation reaction rate also increases. Increase. Therefore, even if the processing speed of the cutting processing is increased, the cutting processing can be performed quickly following the processing speed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明のレーザ加工装置に係る加工ヘッドの構
成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a processing head according to a laser processing apparatus of the present invention.

【図2】切断加工時に発生するエネルギと切断速度の関
係を定性的に示す図である。
FIG. 2 is a diagram qualitatively showing a relationship between energy generated during cutting and cutting speed.

【図3】切断加工時におけるドロス成分を定性的に示す
図である。
FIG. 3 is a diagram qualitatively showing dross components during cutting.

【図4】レーザ出力と加工速度の関係を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a relationship between a laser output and a processing speed.

【図5】レーザエネルギ、酸化反応エネルギと切断速度
の関係を定性的に示す図である。
FIG. 5 is a diagram qualitatively showing the relationship between laser energy, oxidation reaction energy and cutting speed.

【図6】従来方法による切断加工時におけるドロス成分
を定性的に示す図である。
FIG. 6 is a diagram qualitatively showing a dross component during cutting processing by a conventional method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 加工ヘッド 11 本体部分 12 加工ノズル 12a ノズル先端部 13 オゾン発生装置 14 アシストガス導入口 15 集光レンズ 20 レーザ光 130 オゾン導入口 10 Processing Head 11 Body Part 12 Processing Nozzle 12a Nozzle Tip 13 Ozone Generator 14 Assist Gas Inlet 15 Condenser Lens 20 Laser Light 130 Ozone Inlet

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 酸素または酸素を含む混合ガスをアシス
トガスとしレーザ光を照射して軟鋼材に切断加工を施す
レーザ加工装置において、 オゾンを発生するオゾン発生手段を設け、前記オゾン発
生手段からのオゾンを前記アシストガスと共に加工点及
びその近傍に供給するようにしたことを特徴とするレー
ザ加工装置。
1. A laser processing apparatus for cutting a mild steel material by irradiating laser light with oxygen or a mixed gas containing oxygen as an assist gas, wherein an ozone generating means for generating ozone is provided, and the ozone generating means is provided. A laser processing apparatus, wherein ozone is supplied together with the assist gas to a processing point and its vicinity.
【請求項2】 前記オゾンは加工ノズルに設けられたオ
ゾン導入口から供給されることを特徴とする請求項1記
載のレーザ加工装置。
2. The laser processing apparatus according to claim 1, wherein the ozone is supplied from an ozone introduction port provided in a processing nozzle.
JP5236280A 1993-09-22 1993-09-22 Laser beam machine Pending JPH0788669A (en)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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