CN111872581B - 激光遮蔽装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种激光遮蔽装置。激光遮蔽装置(10)具有多个板部(40)，多个所述板部(40)为了遮蔽射向激光焊接机(12)的摄像头(14)的反射光(Lb)而介于摄像头(14)与反射光(Lb)之间，且隔开间隔并排排列。也可以使多个板部(40)中的射入侧板部(40a)的热容量比其他板部(40)的热容量大，其中，所述射入侧板部(40a)被配设于反射光(Lb)射入的一侧，所述其他板部(40)被配设于比该射入侧板部(40a)靠摄像头(14)侧的位置。

Description

激光遮蔽装置

技术领域

本发明涉及一种遮蔽激光反射光的激光遮蔽装置(laser shielding device)，其中激光反射光射向激光加工设备(laser processing machine)的遮蔽对象物(shieldingobject)。

背景技术

例如，如日本实用新型专利公开公报实开平4-39587号公开的那样，已知有以下激光遮蔽装置：其为了抑制从激光照射部照射的激光的反射光到达遮蔽对象物而使该遮蔽对象物的温度上升而遮蔽射向遮蔽对象物的反射光。该激光遮蔽装置具有介于反射光与遮蔽对象物之间的1片金属制的遮光板。

发明内容

然而，在上述激光遮蔽装置中，从接受到反射光而达到高温的遮光板向遮蔽对象物发生辐射传热(radiative heat transfer)，其结果，难以充分地抑制遮蔽对象物的升温。若为了抑制该辐射传热而设置对遮光板进行冷却的冷却结构，则存在激光遮蔽装置的结构复杂化的担忧。另外，若在遮光板与遮蔽对象物之间设置足够的分离距离，则存在激光遮蔽装置或激光加工设备大型化、布局的自由度降低的担忧。

本发明的主要目的在于，提供一种能够通过简单且小型的结构来有效地抑制激光加工设备的遮蔽对象物升温的激光遮蔽装置。

根据本发明一实施方式，提供一种激光遮蔽装置，其遮蔽射向激光加工设备的遮蔽对象物的所述反射光，其中所述激光加工设备具有向工件(work)照射激光的激光照射部和被配设在所述激光的反射光的到达范围内的遮蔽对象物，所述激光遮蔽装置具有多个板部，该多个板部介于所述遮蔽对象物与所述反射光之间且隔开间隔而并排排列。

在该激光遮蔽装置中，反射光射入介于遮蔽对象物与反射光之间的多个板部中的、被配置在反射光侧的板部，被板部吸收或反射，因此，能够抑制反射光向比该板部靠遮蔽对象物侧的位置行进，换言之，能够遮蔽射向遮蔽对象物的反射光。另外，即使有反射光射入而遮蔽对象物侧的板部温度上升，由于在该板部与遮蔽对象物之间设置有隔开间隔而并排排列的多个板部，因此，也能够遮蔽从温度上升的板部向遮蔽对象物辐射的热辐射。

并且，多个板部彼此隔开间隔而并排排列，在彼此之间形成有空气层。据此，能够促进板部的散热，并且空气层成为隔热层，而能够抑制板部彼此的并排排列方向上的热传导。据此，尤其能够良好地抑制被配置在遮蔽对象物侧的板部的温度上升，因此，能够更有效地抑制从该板部向遮蔽对象物的辐射传热。

据此，根据该激光遮蔽装置，通过如上述那样在反射光与遮蔽对象物之间设置多个板部的简单且小型的结构，能够在不损害布局的自由度的情况下，有效地抑制激光加工设备的遮蔽对象物的升温。进而，能够缩短遮蔽对象物的冷却期间，因此还能够提高激光加工设备中的加工效率。

在上述激光遮蔽装置中，优选为，多个所述板部中的射入侧板部的热容量(heatcapacity)比其他所述板部的热容量大，其中所述射入侧板部被配设于所述反射光射入的一侧，其他所述板部被配设于比该射入侧板部靠所述遮蔽对象物侧的位置。通过使射入侧板部的热容量比其他板部的热容量大，即使有反射光射入射入侧板部也能够使射入侧板部的温度难以上升。据此，能够减少射入侧板部的热辐射(热放射)的能量，因此能够提高由多个板部抑制遮蔽对象物的升温的效果。

在上述激光遮蔽装置中，优选为，所述射入侧板部的体积比其他所述板部的体积大。通过增大射入侧板部的体积，换言之增大其质量，能够容易地增大热容量。

在上述激光遮蔽装置中，优选为，多个所述板部中的中间板部的热阻(thermalresistance)比其他所述板部的热阻大，其中所述中间板部被配设于所述反射光射入的一侧与靠近所述遮蔽对象物的一侧之间。通过这样增大中间板部的热阻，即使经由多个板部彼此的连结部等而从反射光的射入侧的板部向中间板部产生热传导，也能够抑制该热向对象物侧的板部传导。其结果，能够良好地抑制从板部向遮蔽对象物的辐射传热，有效地抑制遮蔽对象物的升温。

在上述激光遮蔽装置中，优选为，所述中间板部的与延伸方向垂直相交的方向上的截面面积比其他所述板部的与延伸方向垂直相交的方向上的截面面积小。通过减小与中间板部的延伸方向垂直相交的截面面积能够容易地增大向该延伸方向的热阻。

在上述激光遮蔽装置中，也可以为：多个所述板部由3片以上的所述板部构成，所述激光遮蔽装置还具有多个连结部，该多个连结部连结相邻的所述板部彼此，在多个所述板部的并排排列方向上，多个所述连结部交替配置于所述板部的延伸方向上的一端侧和另一端侧。如上所述，空气层介于相邻的板部彼此之间，因此相邻的板部彼此主要经由连结部来进行热传导。

例如，在第1板部、第2板部和第3板部按照该顺序相邻，连结部如上述那样交替配置的情况下，第1板部的热经由设置于延伸方向上的一端侧的连结部向第2板部传导。然后，该热从第2板部的一端侧传导到另一端侧之后，再经由连结部向第3板部传导。这样，能够将第2板部的延伸方向上的整体作为热传导路径来使用，换言之作为散热路径来使用，据此能够抑制设置于遮蔽对象物侧的板部的温度上升，进而能够有效地抑制遮蔽对象物的升温。

在上述激光遮蔽装置中，也可以还具有连结部，该连结部沿多个所述板部的并排排列方向延伸，将多个所述板部连结为一体。在该情况下，可以由一个连结部将多个板部连结为一体，因此能够进一步简化激光遮蔽装置的结构。

根据参照附图对以下实施方式进行的说明，上述的目的、特征和优点应易于被理解。

附图说明

图1是设有本发明的实施方式所涉及的激光遮蔽装置的激光焊接机的概略结构图。

图2A是图1的激光遮蔽装置的主要部分的侧视图，图2B是图2A的IIB-IIB线的向视剖视图。

图3A是说明图2A的变形例所涉及的连结部的主要部分的侧视图，图3B是图3A的IIIB线的向视图。

图4A是说明图2A的其他变形例所涉及的连结部的主要部分的侧视图，图4B是图4A的IVB-IVB线的向视剖视图。

具体实施方式

列举优选的实施方式，一边参照附图一边对本发明所涉及的激光遮蔽装置详细地进行说明。

下面，如图1所示，对本实施方式所涉及的激光遮蔽装置10作为激光加工设备设置于激光焊接机(laser welder)12，且以该激光焊接机12所具有的摄像头14为遮光对象的例子进行说明。然而，并不特别地限定于此，激光遮蔽装置10能够与激光焊接机12同样地适用于进行激光加工的各种激光加工设备，并且并不限定于遮蔽射向摄像头14的反射光，还能够遮蔽射向被配设在反射光的到达范围内的各种遮蔽对象物的反射光。

首先，对激光焊接机12进行说明。激光焊接机12主要具有激光照射部16、焊丝供给部(wire supply section)18、摄像头14和移动机构20。激光照射部16具有激光源(未图示)和通过传输电缆22连接于该激光源的照射头24，从照射头24向工件28的焊接位置P照射激光La。

焊丝供给部18排出从焊丝卷绕部(wire reel section)(未图示)供给的焊丝(welding wire)26并将其向焊接位置P引导。摄像头14将拍摄焊接位置P得到的拍摄数据输出给控制部(未图示)等。能够使用该拍摄数据进行焊接质量的检查等。

移动机构20在其顶端部安装有支承架30，照射头24被该支承架30保持。另外，焊丝供给部18和摄像头14安装在从支承架30延伸出的安装部件32上。因此，移动机构20通过移动支承架30，能够使照射头24、焊丝供给部18和摄像头14一体地移动。据此，能够调整激光La的照射方向和照射位置、焊丝26的引导位置、摄像头14的拍摄位置等。

在如上述那样构成的激光焊接机12中，能够通过一边使移动机构20进行动作一边对焊接位置P照射激光La并且供给焊丝26来进行焊接。此时，如图1所示，从照射头24射出的激光La的一部分在焊接位置P反射而成为反射光Lb。该反射光Lb直接朝向摄像头14侧行进，或者通过由焊丝供给部18等激光焊接机12的结构要素进一步反射而朝向摄像头14侧行进。

若由于该反射光Lb的照射等，摄像头14超过其温度极限而升温，则难以进行焊接位置P的拍摄，进而难以由激光焊接机12进行焊接。本实施方式所涉及的激光遮蔽装置10为了抑制由于该反射光Lb使摄像头14升温而被设置于激光焊接机12。

如图1、图2A和图2B所示，激光遮蔽装置10具有：多个板部40；连结部42，其以使这些板部40隔开间隔而并排排列的方式来连结板部40彼此；和支承部44(参照图1)，其支承板部40使板部40介于摄像头14与反射光Lb之间。

在本实施方式中，多个板部40由射入侧板部40a、中间板部40b和摄像头侧板部(对象物侧板部)40c分别各1片、合计3片构成，从反射光Lb射入的一侧朝向摄像头14侧按该顺序配设。另外，当不特别地区别射入侧板部40a、中间板部40b和摄像头侧板部40c的各板部时等，还简称为板部40。多个板部40由彼此相同的材料形成，例如由金属等构成。

射入侧板部40a的体积比其他板部40(中间板部40b和摄像头侧板部40c)的体积大，所述其他板部40被配设在比该射入侧板部40a靠摄像头14侧的位置。在本实施方式中，如图2A所示，通过使射入侧板部40a的厚度t1比中间板部40b的厚度t2和摄像头侧板部40c的厚度t3中的任一个厚度都大，来如上述那样设定体积。这样，体积(质量)大的射入侧板部40a由于热容量比中间板部40b和摄像头侧板部40c大，因此，温度不容易上升。

中间板部40b的尺寸以使中间板部40b的热阻比射入侧板部40a和摄像头侧板部40c大的方式来设定。在本实施方式中，如图2A所示，中间板部40b的厚度t2比射入侧板部40a的厚度t1和摄像头侧板部40c的厚度t3中的任一个厚度都小。另外，如图2B所示，射入侧板部40a的宽度W1、中间板部40b的宽度W2、摄像头侧板部40c的宽度W3中中间板部40b的宽度W2最小。

因此，当设射入侧板部40a、中间板部40b、摄像头侧板部40c的与其延伸方向(图2A的箭头X1、Y1方向)垂直相交的截面面积分别为S1、S2、S3(参照图2B)时，中间板部40b的截面面积S2比其他截面面积S1、S3小。通过这样设定尺寸来增大中间板部40b的热阻，尤其能够使中间板部40b的延伸方向上的热传导难以发生。

摄像头侧板部40c的厚度t3比射入侧板部40a的厚度t1小，且比中间板部40b的厚度t2大。摄像头侧板部40c的宽度W3为与射入侧板部40a的宽度W1大致相同的大小，且比中间板部40b的宽度W2大。另外，如图2A所示，射入侧板部40a、中间板部40b和摄像头侧板部40c的各自的延伸方向上的长度彼此大致相同。上述板部的延伸方向上的长度被设定为能够遮蔽反射光Lb而使其不射入摄像头14，且不会妨碍摄像头14的拍摄的大小。

在本实施方式中，连结部42由第1连结部42a和第2连结部42b构成，所述第1连结部42a在射入侧板部40a和中间板部40b的延伸方向上的一端侧(图2A的箭头方向X1侧)连结射入侧板部40a和中间板部40b；所述第2连结部42b在中间板部40b和摄像头侧板部40c的延伸方向上的另一端侧(图2A的箭头方向Y1侧)连结中间板部40b和摄像头侧板部40c。另外，在图1中省略第2连结部42b的图示。即，如图2A所示，在多个板部40的并排排列方向(图2A的箭头X2、Y2方向)上，第1连结部42a和第2连结部42b交替配置于该板部40的延伸方向上的一端侧和另一端侧。

第1连结部42a和第2连结部42b分别具有垫片(spacer)46a、46b和连结销48a、48b。第1连结部42a的垫片46a介于射入侧板部40a与中间板部40b之间，以保持射入侧板部40a与中间板部40b彼此之间形成有规定的间隔。第1连结部42a的连结销48a沿厚度方向(并排排列方向)贯穿夹着垫片46a而并排排列的射入侧板部40a和中间板部40b的延伸方向上的一端侧，将射入侧板部40a和中间板部40b连结为一体。

第2连结部42b的垫片46b介于中间板部40b与摄像头侧板部40c之间，以保持中间板部40b与摄像头侧板部40c彼此之间形成有规定的间隔。第2连结部42b的连结销48b沿厚度方向(并排排列方向)贯穿夹着垫片46b而并排排列的中间板部40b和摄像头侧板部40c的延伸方向上的另一端侧，将中间板部40b和摄像头侧板部40c连结为一体。

基于垫片46a、46b的厚度的、射入侧板部40a、中间板部40b和摄像头侧板部40c之间的间隔是能够保持各板部40彼此不接触的状态，且能够在彼此之间形成空气的隔热层的大小即可。

如图1所示，支承部44的例如延伸方向上的一端侧被固定于激光焊接机12的安装部件32，另一端侧通过第1连结部42a而被固定于射入侧板部40a。据此，在配设于摄像头14与反射光Lb之间的多个板部40中，摄像头侧板部40c面向摄像头14，且反射光Lb向射入侧板部40a射入。

本实施方式所涉及的激光遮蔽装置10基本上如以上那样构成。接着，对激光遮蔽装置10的作用效果进行说明。

首先，在伴随着激光焊接机12的焊接动作而产生向摄像头14侧行进的反射光Lb的情况下，该反射光Lb被射入侧板部40a吸收或反射。因此，能够抑制(遮蔽)反射光Lb向比射入侧板部40a靠摄像头14侧的位置行进。

如上所述，射入侧板部40a的热容量大，因此，即使有反射光Lb射入，射入侧板部40a的温度也不容易上升，能够减小热辐射(热放射)的能量。另外，通过配设在射入侧板部40a与摄像头14之间的中间板部40b和摄像头侧板部40c，能够对从射入侧板部40a向摄像头14的辐射传热(放射传热)进行遮蔽(进行隔热(thermalbarrier))。

并且，多个板部40彼此隔开间隔而并排排列，在彼此之间形成有空气层。因此，能够促进板部40的散热，并且能够通过隔热性高的空气层来对从射入侧板部40a向中间板部40b和摄像头侧板部40c的并排排列方向上的热传导进行抑制(进行隔热)。据此，能够抑制中间板部40b和摄像头侧板部40c的温度上升，因此，还能够抑制从该中间板部40b和摄像头侧板部40c向摄像头14的辐射传热。

据此，根据激光遮蔽装置10，通过如上述那样在反射光Lb与摄像头14之间设置多个板部40的简单且小型的结构，能够在不损害布局的自由度的情况下，有效地抑制激光焊接机12的摄像头14的升温。进而能够缩短摄像头14的冷却期间，因此，能够提高激光焊接机12中的焊接效率。

另外，在激光遮蔽装置10中，第1连结部42a和第2连结部42b交替配置于板部40的延伸方向上的一端侧和另一端侧，其中，所述第1连结部42a连结射入侧板部40a和中间板部40b；所述第2连结部42b连结中间板部40b和摄像头侧板部40c。如上所述，空气层介于相邻的板部40之间，因此，主要经由连结部42而发生板部40间的热传导。因此，被反射光Lb加热后的射入侧板部40a的热经由设置于延伸方向上的一端侧的第1连结部42a向中间板部40b传导。并且，该热从中间板部40b的延伸方向上的一端侧传导至另一端侧之后，再经由第2连结部42b向摄像头侧板部40c传导。

这样，能够将多个板部40中的各板部的延伸方向上的整体作为热传导路径来使用，换言之作为散热路径来使用，据此，能够有效地抑制摄像头侧板部40c的温度上升。在该热传导路径中，如上所述，增大中间板部40b的热阻使其延伸方向上的热传导难以发生，因此，即使这样也难以将射入侧板部40a的热向摄像头侧板部40c传递，能够抑制该摄像头侧板部40c的温度上升。其结果，能够抑制来自摄像头侧板部40c的辐射传热，更有效地抑制摄像头14的升温。

并且，在激光遮蔽装置10中，如上所述，由彼此相同的材料来形成多个板部40。据此，能够进一步简化激光遮蔽装置10的结构，实现低成本化等。

本发明并不特别地限定于上述的实施方式，能够在没有脱离其要旨的范围内进行各种变形。

例如，激光遮蔽装置10还可以代替上述的连结部42，而具有图3A和图3B所示的变形例所涉及的连结部50、或图4A和图4B所示的其他变形例所涉及的连结部60。另外，对图3A～图4B所示的结构要素中的、与图1、图2A和图2B所示的结构要素相同或发挥同样的功能和效果的结构要素标注相同的标记，省略详细的说明。

首先，如图3A和图3B所示，连结部50由第1连结部50a和第2连结部50b构成，其中，所述第1连结部50a通过焊接来连结射入侧板部40a和中间板部40b的延伸方向上的另一端侧(图3A的箭头方向Y1侧)；所述第2连结部50b通过焊接来连结中间板部40b和摄像头侧板部40c的延伸方向上的一端侧(图3A的箭头方向X1侧)。即，连结部50是板部40彼此焊接的焊接部。

在激光遮蔽装置10具有这样的连结部50的情况下，也能够得到与具有上述的连结部42的情况下同样的作用效果。并且，在作为焊接部的连结部50中，能够减少其零部件数量、实现节省空间化。

其次，如图4A和图4B所示，连结部60将射入侧板部40a、中间板部40b和摄像头侧板部40c连结为一体，并具有垫片62a、62b和连结销64。垫片62a介于射入侧板部40a与中间板部40b之间，使射入侧板部40a与中间板部40b彼此之间形成规定的间隔。垫片62b介于中间板部40b与摄像头侧板部40c之间，使中间板部40b与摄像头侧板部40c彼此之间形成规定的间隔。

连结销64如上述那样沿厚度方向贯穿介设有垫片62a、62b的射入侧板部40a、中间板部40b和摄像头侧板部40c的延伸方向上的一端侧(图4A的箭头方向X1侧)，而将这些板部连结为一体。另外，连结部60也可以代替由垫片62a、62b和连结销64构成的结构，而是在延伸方向上的一端侧将多个板部40连结为一体的焊接部(未图示)。

在激光遮蔽装置10具有这样的连结部60的情况下，也能够得到与具有上述的连结部42的情况下同样的作用效果。并且，能够由一个连结部60将所有板部40连结为一体，相应地能够减少零部件数量、简化该连结部60的安装工序。

另外，连结部42、50、60并不限定于上述列举的结构，只要是能够在并排排列的多个板部40彼此隔开间隔的状态下将其连结的结构即可。

在上述实施方式中，使多个板部40由射入侧板部40a、中间板部40b和摄像头侧板部40c分别各1片、合计3片构成，但并不特别地限定于此。多个板部40可以是2片，也可以是4片以上。无论在多个板部40由哪一片数构成的情况下，均能够通过使射入反射光Lb的一侧的板部40的热容量比其他板部40大来获得上述的作用效果。

在上述实施方式中，使多个板部40由彼此相同的材料形成，但也可以由彼此不同的材料形成多个板部40。在该情况下，选定比热容量(specific heat)比其他板部40的材料大的材料作为射入侧板部40a的材料，据此，能够容易地增大射入侧板部40a的热容量。同样，选定热阻比其他板部40的材料大的材料作为中间板部40b的材料，据此，能够容易地增大中间板部40b的热阻。

在上述实施方式中，使射入侧板部40a的热容量比其他板部40大，且使中间板部40b的热阻比其他板部40大，但并不特别地限定于此。多个板部40可以以成为彼此大致相同的热容量的方式构成，也可以以成为彼此大致相同的热阻的方式构成。另外，也可以以使射入侧板部40a的热容量比其他板部40大且多个板部40彼此的热阻大致相同的方式来构成。也可以以使中间板部40b的热阻比其他板部40大，且多个板部40彼此的热容量大致相同的方式来构成。

Claims (7)

1.一种激光遮蔽装置（10），其遮蔽射向激光加工设备（12）的遮蔽对象物（14）的反射光（Lb），其中所述激光加工设备（12）具有向工件（28）照射激光（La）的激光照射部（16）和被配设在所述激光（La）的所述反射光（Lb）的到达范围内的所述遮蔽对象物（14），

所述激光遮蔽装置（10）的特征在于，

具有多个板部（40），该多个板部（40）介于所述遮蔽对象物（14）与所述反射光（Lb）之间且隔开间隔而并排排列，

多个所述板部（40）中的射入侧板部（40a）的热容量比其他所述板部（40）的热容量大，其中所述射入侧板部（40a）被配设于所述反射光（Lb）射入的一侧，其他所述板部（40）被配设于比该射入侧板部（40a）靠所述遮蔽对象物（14）侧的位置。

2.根据权利要求1所述的激光遮蔽装置（10），其特征在于，

所述射入侧板部（40a）的体积比其他所述板部（40）的体积大。

3.根据权利要求1或2所述的激光遮蔽装置（10），其特征在于，

还具有连结部，该连结部沿多个所述板部（40）的并排排列方向延伸，且将多个所述板部（40）连结为一体。

4.一种激光遮蔽装置（10），其遮蔽射向激光加工设备（12）的遮蔽对象物（14）的反射光（Lb），其中所述激光加工设备（12）具有向工件（28）照射激光（La）的激光照射部（16）和被配设在所述激光（La）的所述反射光（Lb）的到达范围内的所述遮蔽对象物（14），

所述激光遮蔽装置（10）的特征在于，

具有多个板部（40），该多个板部（40）介于所述遮蔽对象物（14）与所述反射光（Lb）之间且隔开间隔而并排排列，

多个所述板部（40）中的中间板部（40b）的热阻比其他所述板部（40）的热阻大，其中所述中间板部（40b）被配设于所述反射光（Lb）射入的一侧与靠近所述遮蔽对象物（14）的一侧之间。

5.根据权利要求4所述的激光遮蔽装置（10），其特征在于，

所述中间板部（40b）的与延伸方向垂直相交的方向上的截面面积（S2）比其他所述板部（40）的与延伸方向垂直相交的方向上的截面面积小。

6.根据权利要求4或5所述的激光遮蔽装置（10），其特征在于，

还具有连结部，该连结部沿多个所述板部（40）的并排排列方向延伸，且将多个所述板部（40）连结为一体。

7.一种激光遮蔽装置（10），其遮蔽射向激光加工设备（12）的遮蔽对象物（14）的反射光（Lb），其中所述激光加工设备（12）具有向工件（28）照射激光（La）的激光照射部（16）和被配设在所述激光（La）的所述反射光（Lb）的到达范围内的所述遮蔽对象物（14），

所述激光遮蔽装置（10）的特征在于，

具有多个板部（40），该多个板部（40）介于所述遮蔽对象物（14）与所述反射光（Lb）之间且隔开间隔而并排排列，

多个所述板部（40）由3片以上的所述板部（40）构成，

激光遮蔽装置（10）还具有多个连结部，该多个连结部连结相邻的所述板部（40）彼此，

在多个所述板部（40）的并排排列方向上，多个所述连结部被交替配置于所述板部（40）的延伸方向上的一端侧和另一端侧。

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