CN102318150A - 气体激光振荡装置及气体激光加工机 - Google Patents

气体激光振荡装置及气体激光加工机 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种气体激光振荡装置，具备：激励激光气体的放电部；对激光气体进行鼓风的鼓风部；形成放电部与鼓风部之间的激光气体的循环路径的激光气体流路，鼓风部包括：通过轴驱动部进行旋转的旋转部；不进行旋转的非旋转部，旋转部具备：在前端设置有叶轮部的旋转轴；使旋转轴旋转的轴驱动部；与旋转轴结合的上部轴承及下部轴承，旋转部能够从非旋转部拆装。

Description

气体激光振荡装置及气体激光加工机
技术领域
本发明涉及气体激光振荡装置及气体激光加工机。
背景技术
图3是表示以往的轴流型气体激光振荡装置的简要结构图。以下，参照图3说明以往的轴流型气体激光振荡装置。
在图3中，放电管901由玻璃等电介体构成。电极902、903设置在放电管901周边。电源904与电极902、903连接。放电空间905是夹在电极902、903间的放电管901内的空间。全反射镜906、部分反射镜907固定配置在放电空间905的两端，形成光共振器。激光束908从部分反射镜907输出。激光气体流路910表示激光气体流909的流路。激光气体流909在轴流型气体激光振荡装置中循环。热交换器911、912通过放电空间905中的放电和鼓风机的运转而使温度上升了的激光气体的温度下降。鼓风机构913通过使激光气体循环的鼓风机构913而在放电空间905内得到约100m/秒左右的气流。激光气体流路910和放电管901在激光气体导入部914连接。
图4是以往的板金切断激光加工机的简要结构图。以下，参照图4说明以往的板金切断激光加工机。
在图4中，激光束908由反射镜915反射，向工件916附近被引导。激光束908通过在切割器(torch)917内部具备的集光透镜918而被集光成高密度的能束，并向工件916照射而进行切断加工。工件916固定在加工台919上，通过X轴电动机920或Y轴电动机921，喷灯917相对于工件916进行相对移动，由此进行规定的形状加工。
以上是以往的气体激光振荡装置及气体激光加工机的结构。接下来对其动作进行说明。
从鼓风机构913送出的激光气体通过激光气体流路910，并从激光气体导入部914导入到放电管901内。然后，激光气体从与电源904连接的电极902、903向放电空间905产生放电。放电空间905内的激光气体得到该放电能而被激励。被激励的激光气体在由全反射镜906及部分反射镜907形成的光共振器成为共振状态，从部分反射镜907输出激光束908。激光束908用于激光加工等用途。
作为鼓风机构913通常使用离心式的鼓风机构。图5是以往的气体激光振荡装置的鼓风机的结构图。电动机转子922与旋转轴923结合，并在旋转轴923的前端具备叶轮924。与电动机转子922同轴地配置有电动机定子926，电动机定子926固定在壳体925上。当从外部向电动机定子926供给交流电力时，通过产生的旋转磁场使电动机转子922旋转，并经由旋转轴923使叶轮924旋转。在叶轮924的周围配置有涡旋部927，通过叶轮924的旋转来产生激光气体流909。
旋转轴923由配置在上下两个部位的轴承928支承为能够旋转的状态。轴承928与旋转轴923结合。鼓风机构913的结构被分成旋转部和非旋转部，旋转部包括电动机转子922、旋转轴923、叶轮924及轴承928。
需要说明的是，作为与气体激光振荡装置的鼓风机构相关的现有技术的一例，存在如下示例，即，在3轴正交型激光振荡装置中，使放电部和鼓风部分离，能够将收纳在鼓风部的鼓风机构本身取出到外部(例如，参照专利文献1)。
这样以往的气体激光振荡装置具有下述问题。
在气体激光振荡装置中，鼓风机构913是在用户处定期更换的部件之一。通常，气体激光振荡装置的运转时间可以使用5万小时以上，但鼓风机构913例如在1万6千小时左右时更换成新品。在鼓风机构913的构成部件中，长期消耗的部件基本都包括在旋转部中。尤其轴承928是消耗最快的部件，轴承928到达寿命则需要更换鼓风机构913。
本来，只更换轴承928就能够恢复鼓风机构913的功能。但是，为了拆下轴承928需要将鼓风机构913整体分解并进行旋转部的平衡调整等，不仅需要专用的设备，而且需要一周左右的调整时间。在作为气体激光振荡装置900的主要用处的加工车间等中，定期检查作业所允许的时间为半日左右，而实际上在用户处要更换鼓风机构913整体。因此，对于用户而言，需要负担鼓风机构913整体的更换费用，导致定期检查费用的成本上升，即，鼓风机构913更换所涉及的定期检查费用的降低成为巨大的问题。
专利文献1：日本特开昭60-136384号公报
发明内容
本发明为一种气体激光振荡装置，具备：放电部，其激励激光气体；鼓风部，其对激光气体进行鼓风；激光气体流路，其形成放电部与鼓风部之间的激光气体的循环路径，鼓风部包括：通过轴驱动部进行旋转的旋转部；不进行旋转的非旋转部，旋转部具备：在前端设置有叶轮部的旋转轴；使旋转轴旋转的轴驱动部；与旋转轴结合的上部轴承及下部轴承，旋转部能够从非旋转部拆装。
这样构成的气体激光振荡装置无需在定期检查时更换鼓风部整体，在用户处的现场能够通过必要最小限度的部件更换实现作为鼓风部的功能恢复。
附图说明
图1是本发明的实施方式的轴流型气体激光振荡装置的简要结构图。
图2是表示本发明的实施方式的鼓风部的结构的剖视图。
图3是以往的轴流型气体激光振荡装置的简要结构图。
图4是以往的板金切断气体激光加工机的简要结构图。
图5是以往的气体激光振荡装置的鼓风机的结构图。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的实施方式。
(实施方式)
图1是本发明的实施方式的轴流型气体激光振荡装置的简要结构图。
轴流型气体激光振荡装置100具备：放电管101、电极102、103、电源104、全反射镜106、部分反射镜107、激光气体流路110、热交换器111、112、鼓风部113及激光气体导入部114。
作为放电部的放电管101由玻璃等电介体形成。电极102和电极103设置在放电管101周边，电极102、103与电源104连接。并且，在夹在电极102与电极103之间的放电管101内形成有放电空间105。全反射镜106与部分反射镜107固定配置在放电空间105的两端，形成光共振器。激光束108从部分反射镜107输出。
激光气体流109表示轴流型气体激光振荡装置100中的激光气体流路110的循环。热交换器111及热交换器112通过放电空间105中的放电和鼓风机的运转而使温度上升了的激光气体的温度下降。鼓风部113使激光气体循环。这样，激光气体流路110形成放电管101与鼓风部113之间的激光气体的循环路径。通过鼓风部113能够在放电空间105中得到约100m/秒左右的气体流。激光气体流路110与放电管101在激光气体导入部114连接。
以上是本发明的气体激光振荡装置100的结构。接下来说明其动作。
从鼓风部113送出的激光气体通过激光气体流路110而从激光气体导入部114导入到放电管101内。然后，激光气体从与电源104连接的电极102、103向放电空间105产生放电。
放电空间105内的激光介质即激光气体得到该放电能而被激励。被激励的激光气体在由全反射镜106及部分反射镜107形成的光共振器成为共振状态，从部分反射镜107输出激光束108。激光束108用于激光加工等用途。
作为鼓风部113使用离心式的鼓风部。图2是本发明的实施方式的轴流型气体激光振荡装置的鼓风部的结构图。
鼓风部113包括通过轴驱动部进行旋转的旋转部140和不进行旋转的非旋转部141。在此，轴驱动部包括电动机转子122及电动机定子126。旋转部140具备在前端设置有叶轮部124的旋转轴123、使旋转轴123旋转的轴驱动部、与旋转轴123结合的上部轴承128a及下部轴承128b。此外，非旋转部141是鼓风部113中除了旋转部140的部分。
上部轴承128a的内圈压入固定在旋转轴123上，外圈压入固定在上部轴承套筒129上。上部轴承套筒129通过套筒固定螺栓130固定在上部壳盖131上。此外，涡旋部127通过涡旋部固定螺栓132固定在上部壳盖131上。
下部轴承128b的内圈压入固定在旋转轴123上。另一方面，外圈与上部壳盖131之间成为设置有精密级间隙这种状态的间隙配合。因此，在向旋转轴123的长度方向滑动自如的状态下，仅限制径向的移动。即，上部轴承套筒129保持上部轴承128a的外周，在上部壳盖131上结合上部轴承套筒129，在壳体125上结合下部轴承128b。
下部轴承128b的外圈在弹簧134的作用下从下侧预先施加有压力。因此，上部轴承128a经由旋转轴123而成为向压抵上部轴承套筒129的方向作用有力的状态。轴承按压件133及弹簧134通过下部盖135固定在壳体125上。
上部轴承套筒129与上部壳盖131之间的嵌合部(结合部)为锥形状，在安装时容易进行定心(centering)。即，上部轴承套筒129与上部壳盖131的结合部及下部轴承128b与壳体125的结合部中的至少一方为锥形状的嵌合结构。
以下，说明在用户处进行定期检测时仅更换鼓风部113的旋转部的情况。
首先，拆下涡旋部固定螺栓132，向上部拆下涡旋部127。接着，拆下套筒固定螺栓130。在成为该状态时，由于在弹簧134的作用下旋转轴123整体向上方被顶起，因此下部轴承128b成为从与壳体125的嵌合部分向上部的锥形部分伸出的形状。同样地，固定有上部轴承128a的上部轴承套筒129也成为从上部壳盖131的锥形状的嵌合部向上部伸出的形状。若在该状态下把持叶轮部124并向上部拉起，则能够极容易地仅取出旋转部140。即旋转部140能够从非旋转部141拆装。
在重新将旋转部140插入壳体125时，为相反的顺序。此时同样也是，由于锥形状部的存在而容易进行定心，因此可以极容易地进行安装作业。
另外，本发明的实施方式的气体激光加工机具备上述的气体激光振荡装置。该气体激光加工机无需在定期检查时更换鼓风部113整体，能够通过最小限度的更换部件来实现鼓风部113的功能恢复。因此，能够大幅度地抑制定期检查费用，能够提高性能价格比。
工业上的可利用性
本发明的气体激光振荡装置及气体激光加工机可以用于板金切断、焊接等用途。
符号说明
100气体激光振荡装置
101放电管
102、103电极
104电源
105放电空间
106全反射镜
107部分反射镜
108激光束
109激光气体流
110激光气体流路
111热交换器
112热交换器
113鼓风部
114激光气体导入部
122电动机转子
123旋转轴
124叶轮部
125壳体
126电动机定子
127涡旋部
128a上部轴承
128b下部轴承
129上部轴承套筒
130套筒固定螺栓
132涡旋部固定螺栓
133轴承按压件
134弹簧
135下部盖
140旋转部
141非旋转部

Claims (4)

1.一种气体激光振荡装置，具备：
放电部，其激励激光气体；
鼓风部，其对所述激光气体进行鼓风；
激光气体流路，其形成所述放电部与所述鼓风部之间的所述激光气体的循环路径，其特征在于，
所述鼓风部包括：通过轴驱动部进行旋转的旋转部和不进行旋转的非旋转部，
所述旋转部具备：在前端设置有叶轮部的旋转轴、使所述旋转轴旋转的所述轴驱动部、与所述旋转轴结合的上部轴承及下部轴承，
所述旋转部能够从所述非旋转部拆装。
2.根据权利要求1所述的气体激光振荡装置，其特征在于，
具备保持所述上部轴承的外周的上部轴承套筒和结合了所述上部轴承套筒及所述下部轴承的壳体，
所述上部轴承套筒与所述壳体的结合部及所述下部轴承与所述壳体的结合部中的至少一方形成为锥形状的嵌合结构。
3.根据权利要求1或2所述的气体激光振荡装置，其特征在于，
设置有向上方按压所述旋转轴的弹簧。
4.一种气体激光加工机，其特征在于，
具备权利要求1所述的气体激光振荡装置。
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