CN102439801A - 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

本发明的气体激光振荡装置在鼓风部的轴承上设置有温度检测机构，其检测轴承的发热，并能够根据预先设定的温度与轴承寿命的关系算出检查周期。因此，在该轴承上具备温度检测机构，根据轴承的温度发送关于更换时期的信息，例如发送更换周期。优选该温度检测机构在以轴承的加压以下的压力进行按压的弹簧的前端具备传感器部，在弹簧主体上卷绕有隔热件，将隔断外周的温度从而检测轴承的温度。

Description

气体激光振荡装置及气体激光加工机
技术领域
本发明主要涉及用于钣金切断、焊接等用途的气体激光振荡装置及气体激光加工机。
背景技术
图4是表示以往的轴流型的气体激光振荡装置的简要结构的一例的结构图。以下，参照图4说明以往的轴流型气体激光振荡装置。
如图4所示，放电管901由玻璃等电介体材料构成，电极902、903设置在放电管901周边。电源904与电极902、903连接，而放电管901内的放电空间905为夹在电极902与电极903之间的空间。全反射镜906及部分反射镜907固定配置在放电空间905的两端而形成光共振器。在该光共振器中，激光束908透过部分反射镜907而被输出。箭头表示成为光共振器的增幅介质的激光气体流909的流动，该激光气体流909在轴流型气体激光振荡装置的激光气体流路910中循环。配置热交换机911、912的目的在于使因放电空间905中的放电和鼓风机的运行而导致温度上升了的激光气体流909的温度下降。配置鼓风部913的目的在于使激光气体流909循环，通过该鼓风部913能够利用放电空间905获得约100m/sec的流速的激光气体流。激光气体流路910和放电管901通过激光气体导入部914连接。
图5是表示以往的用于钣金切断的激光加工机的简要结构的一例的立体图。以下，参照图5说明以往的激光加工机。
如图5所示，从气体激光振荡装置900射出的激光束908被反射镜915反射而导向工件916的附近。激光束908通过割炬器917的内部所具备的聚光透镜918而聚光成高密度的能量束，从而向工件916照射来进行切断加工。工件916固定在加工台919上。
割炬器917相对于工件916沿与加工台919的固定面919a平行的面进行相对移动，从而进行规定形状的加工。在此，割炬器917的移动通过X轴电动机920或Y轴电动机921来完成。
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。
如图4所示，通过鼓风部913送出的激光气体流909通过激光气体流路910而从激光气体导入部914向放电管901内导入。在该状态下，由与电源904连接的电极902、903向放电空间905产生放电。放电空间905内的激光气体流909获得该放电能量而得到激发，该被激发的激光气体流909利用由全反射镜906及部分反射镜907形成的光共振器成为共振状态。由此，从部分反射镜907输出激光束908。如图5所示，该激光束908用于激光加工等用途。
图6是以往的气体激光振荡装置中的鼓风部的结构图的一例。电动机转子922与旋转轴923结合，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固定在支承构件925上。当从外部向电动机定子926供给交流电时，利用所产生的旋转磁场使电动机转子922，从而经由旋转轴923使叶轮924。通过叶轮924的旋转而产生激光气体流909。
旋转轴923通过配置在上下两个部位的轴承928被支承为能够旋转的状态。轴承928与旋转轴923结合。鼓风部913的结构分为旋转部和非旋转部。旋转部由电动机转子922、旋转轴923、叶轮924及轴承928构成。
轴承928的外周与作为非旋转部的支承构件925结合。在轴承928中封入用于润滑的润滑脂929。
需要说明的是，作为关于轴承的润滑的现有技术的一例，存在在轴承附近设置润滑脂补足及回收机构的情况(例如，参照专利文献1)。
然而，所述的现有技术的气体激光振荡装置存在如下问题。
当作为使用者的顾客使用气体激光振荡装置900时，鼓风部913为气体激光振荡装置900的定期更换部件中的一种部件。在鼓风部913中寿命最短的部件是轴承928，轴承928的寿命依存于润滑脂929的量。一般而言，润滑脂929为挥发性的物质，所以当叶轮924旋转的旋转轴旋转时，从开始旋转起随着时间的流逝，润滑脂929在减少。若润滑脂929减少，则润滑脂929整体的润滑性能下降，由于轴承928不断损耗，所以轴承928会到达其使用寿命。
本来在定期检查时应更换鼓风部913，但是出于成本的考虑，在轴承928未达到使用寿命的情况下，作为使用者的顾客大多不希望更换。其结果是，存在在下一次定期检查之前，轴承928的轴承部等突然破损，导致鼓风部913的设备整体长期停止而无法使用等问题。
【先行技术文献】
【专利文献】
【专利文献1】日本特开2005-221042号公报
发明内容
本发明提供一种检测鼓风部的轴承的寿命而防止鼓风部的突然停止的气体激光振荡装置。
本发明的气体激光振荡装置具备：放电部，其激发作为激光介质的激光气体；鼓风部，其对激光气体进行鼓风；激光气体流路，其形成所述放电部与所述鼓风部之间的激光气体的循环路径，所述鼓风部具备：在前端设置有叶轮部的旋转轴、使所述旋转轴旋转的驱动部、与所述旋转轴结合的多个轴承、与所述轴承相接的温度检测机构，所述温度检测机构的控制部根据轴承的温度发送关于鼓风部的更换时期。
根据该结构，可检测鼓风部的轴承的寿命，从而可防止在用户和顾客正在使用的情况下设备突然停止，因此气体激光振荡装置的激光束的射出不会停止。由此，能够减少包括气体激光振荡装置的生产线等发生停线等情况。
另外，本发明的气体激光加工机由如下结构构成，该结构包括：上述记载的气体激光振荡装置、将从该气体激光振荡装置射出的激光束向工件引导的光学系统。
根据该结构，可检测鼓风部的轴承的寿命，从而能够防止在用户或顾客正在使用情况下设备突然停止，因此气体激光振荡装置的激光束的射出不会停止。由此，能够减少包括气体激光振荡装置的生产线等产生停线等的情况。
附图说明
图1是本发明的实施方式1的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1的气体激光振荡装置的鼓风部的第1例的结构的剖视图。
图3是表示本发明的实施方式1的气体激光振荡装置的鼓风部的第2例的结构的剖视图。
图4是以往的气体激光振荡装置的结构图。
图5是表示以往的气体激光加工机的结构的立体图。
图6是以往的气体激光振荡装置的鼓风部的结构图。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的一实施方式。在以下的附图中，存在对相同的构成要件赋予相同的符号而省略其说明的情况。
(实施方式1)
图1是本发明的实施方式1的轴流型的气体激光振荡装置的简要结构图。
本实施方式1的轴流型的气体激光振荡装置100的构成部分包括：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。
放电管101由玻璃等电介体的材料形成。电极102和电极103设置在放电管101的周边，电源104与电极102、103连接。此外，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和部分反射镜107固定配置在放电空间105的两端而形成光共振器。箭头象征性地表示从部分反射镜107输出的激光束108。
激光气体流109由图1所示箭头来表示，其在轴流型的气体激光振荡装置100中的激光气体流路110中循环。热交换器111及热交换器112通过放电空间105中的放电及鼓风部113的运行而使温度上升了的激光气体流109的温度下降。鼓风部113用于使激光气体流109循环，通过该鼓风部113在放电空间105内获得约100m/sec的流速的激光气体流109。激光气体流路110和放电管101通过激光气体导入部114连接。
如图1所示，气体激光振荡装置100具备放电部、鼓风部113、激光气体流路110。在此，放电部包括放电管101、电极102、103及电源104，在放电空间105内，作为激光介质的激光气体流动而被激发作为激光气体流109。
以上为本发明的气体激光振荡装置100的结构。接下来，对其动作进行说明。
从鼓风部113送出的激光气体流109通过激光气体流路110，从激光气体导入部114向放电管101内导入。在该状态下，由与电源104连接的电极102、103向放电空间105产生放电。
放电空间105内的激光气体流109获得该放电能量而得到激发，该激发后的激光气体流109在由全反射镜106及部分反射镜107形成的光共振器中成为共振状态。由此，从部分反射镜107输出激光束108。该激光束108用于激光加工等用途。
图2是表示本发明的实施方式1的气体激光振荡装置100的鼓风部113的第1例的结构的剖视图。图2详细地示出设置在激光气体流路110内的鼓风部113的结构。如图2所示，电动机转子122与旋转轴123结合，在旋转轴123的前端具备叶轮124。与电动机转子122同轴地配置有电动机定子126，电动机定子126固定在支承构件125上。
支承构件125相对于激光气体流路110的外壁110a支承构成鼓风部113的各构件，并且以确保激光气体流109的流路的方式形成。当由从外部到电动机定子126的配线(未图示)供给交流电时，通过所产生的旋转磁场使电动机转子122旋转，并经由旋转轴123使叶轮124旋转。通过叶轮124的旋转产生激光气体流109。旋转轴123通过配置在上下两部位的轴承128被支承为可旋转的状态。
即，鼓风部113具备：在前端设置有包括叶轮124的叶轮部的旋转轴123、包括使旋转轴123旋转的电动机转子122和电动机定子126的驱动部、多个轴承128、温度检测机构。在此，多个轴承128与旋转轴123结合，温度检测机构具备温度传感器131而与轴承128相连接。温度检测机构的控制部132如后述那样根据轴承128的温度发送关于鼓风部113的更换时期的信息，例如发送更换周期。
鼓风部113的详细的结构分为旋转部和非旋转部，旋转部由电动机转子122、旋转轴123、叶轮124及轴承128的内圈128a构成。轴承128的内圈128a压入固定在旋转轴123上，外圈128b向支承构件125压入固定。此外，通过减振部128c可缓和来自内圈128a及外圈128b的振动或压力等。
在多个轴承128上分别配置有作为传感器部的温度检测头(温度传感器)131。轴承128在结构上与外部之间存在间隙，所以随着时间的流逝润滑脂129通过该间隙挥发而不可避免地减少。若润滑脂129减少，则润滑脂129整体的润滑性能下降，其结果是，在轴承128上的摩擦增大而造成发热增加。为了检测该发热而通过温度传感器131获得的信号经由信号线135向控制部132发送。控制部132根据该信号而检测发热导致的温度上升，并根据温度上升推定知晓轴承128的寿命。该温度上升与寿命的关系可以预先存储于构成控制部132的一部分的存储部(未图示)中，也可以将基于温度上升的寿命的推定的计算式等也进行存储。于是，与轴承128相接的温度传感器131及控制部132作为温度检测机构而进行动作，温度检测机构的控制部132根据轴承128的温度或温度上升而发送关于鼓风部113的更换时期的信息。关于该鼓风部113的更换时期的信息是指例如鼓风部113的更换周期等。
根据该结构，可检测鼓风部113的轴承128的寿命，从而可防止在用户或顾客正在使用的情况下设备突然停止，从而气体激光振荡装置100的激光束108的射出不会停止。由此，能够减少具备气体激光振荡装置100的生产线等发生停线等的情况。
图3是表示本发明的实施方式1的气体激光振荡装置100的鼓风部113的第2例的结构的剖视图。
如图3所示，在轴承128上具备作为传感器部的温度传感器131，温度传感器131安装在不妨碍旋转体振动这种程度的较弱的压力弹簧141上。即，传感器部配置在以成为轴承128的加压以下的压力进行按压的压力弹簧141的前端。成为该轴承128的加压以下的压力是指，例如利用轴承128自身的重量而施加的压力。在此，也可以构成为，在压力弹簧141主体上卷绕有隔热件，使压力弹簧141主体成为从外周的温度隔断的状态，从而来检测轴承128的温度。根据该结构，在保护压力弹簧的同时能够以良好的精度测量轴承128的温度。
另外，压力弹簧141通过将轴142插入轴承128与激光气体流路的外壁110a之间而被按压。由此，可防止因旋转体振动造成信号线135断线的情况，从而能够提高可靠性。
根据以上所示的本发明的结构，可预先预测鼓风部113的轴承128的寿命，可防止在使用时设备突然停止，从而能够减少停线等情况。
另外，能够提供一种气体激光加工机，其具备：本实施方式1的气体激光振荡装置100、在以往例中示出的图5所示的将从气体激光振荡装置100射出的激光束108向工件引导的光学系统。
根据该结构，可检测鼓风部113的轴承128的寿命，从而可防止在用户或顾客正在使用的情况下设备突然停止，从而气体激光振荡装置100的激光束108的射出不会停止。由此，能够减少具备气体激光振荡装置100的生产线等发生停线等情况。
本发明的气体激光振荡装置具备放电部、鼓风部、激光气体流路。在此，放电部将作为激光介质的激光气体以激光气体流的形态进行激发，鼓风部将激光气体以激光气体流的形态进行鼓风。激光气体流路形成有供放电部与鼓风部之间的激光气体以激光气体流的形态进行循环的循环路径。鼓风部具备：在前端设置有叶轮部的旋转轴、使旋转轴旋转的驱动部、与旋转轴结合的多个轴承、与轴承相接的温度检测机构。此外，该温度检测机构的控制部根据轴承的温度发送关于鼓风部的更换时期的信息，例如发送更换周期。
根据该结构，可检测鼓风部的轴承的寿命，从而可防止在用户或顾客正在使用的情况下设备突然停止，因此气体激光振荡装置的激光束的射出不会停止。由此，能够减少具备气体激光振荡装置的生产线等发生停线等的情况。
另外，温度检测机构具备与保持轴承的外圈的减振部直接接触的传感器部，所述传感器部构成为直接检测轴承的温度。
根据该结构，能够以良好精度测量轴承的温度，而且能够在正确的时期进行鼓风部的更换。
另外，温度检测机构构成为，在以轴承的加压以下的压力进行按压的弹簧的前端具备传感器部，在弹簧主体上卷绕有隔热件，将所述弹簧主体从外周的温度隔断而检测轴承的温度。
根据该结构，在保护压力弹簧的同时还能够以良好的精度测量轴承的温度，进而能够在正确的时期进行鼓风部的更换。
另外，本发明的气体激光加工机构成为具备：上述记载的气体激光振荡装置、将从气体激光振荡装置射出的激光束向工件引导的光学系统。
根据该结构，可检测鼓风部的轴承的寿命，从而防止在用户或顾客正在使用的情况下设备突然停止，因此气体激光振荡装置的激光束的射出不会停止。由此，能够减少包括气体激光振荡装置的生产线等发生停线等情况。
【产业上的可利用性】
根据本发明的气体激光振荡装置及气体激光加工机，能够预测轴承的寿命，从而作为能够明确鼓风机构的维护时期的气体激光振荡装置及气体激光加工机是有用的。
【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
110a  外壁
111、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
125  支承构件
126  电动机定子
128  轴承
128a  内圈
128b  外圈
128c  减振部
129  润滑脂
131  温度检测头(温度传感器)
132  控制部
135  信号线
141  弹簧
142  轴

Claims (4)

1.一种气体激光振荡装置，其具备：放电部，其激发作为激光介质的激光气体；鼓风部，其对激光气体进行鼓风；激光气体流路，其形成所述放电部与所述鼓风部之间的激光气体的循环路径，所述气体激光振荡装置的特征在于，
所述鼓风部具备：在前端设置有叶轮部的旋转轴、使所述旋转轴旋转的驱动部、与所述旋转轴结合的多个轴承、与所述轴承相接的温度检测机构，所述温度检测机构的控制部根据轴承的温度发送关于鼓风部的更换时期的信息。
2.根据权利要求1所述的气体激光振荡装置，其特征在于，
所述温度检测机构具备与保持轴承的外圈的减振部直接接触的传感器部，所述传感器部直接检测轴承的温度。
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，
所述温度检测机构在以轴承的加压以下的压力进行按压的弹簧的前端具备传感器部，在弹簧主体上卷绕有隔热件，将所述弹簧主体从外周的温度隔断而检测轴承的温度。
4.一种气体激光加工机，其特征在于，具备：
权利要求1至3中任意一项所述的气体激光振荡装置；
将从所述气体激光振荡装置射出的激光束向工件引导的光学系统。
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