JP2001191194A - レーザ加工機 - Google Patents

レーザ加工機

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JP2001191194A JP37465599A JP37465599A JP2001191194A JP 2001191194 A JP2001191194 A JP 2001191194A JP 37465599 A JP37465599 A JP 37465599A JP 37465599 A JP37465599 A JP 37465599A JP 2001191194 A JP2001191194 A JP 2001191194A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 光ファイバが保護筺体に設けられたファイバ
出口を通過していない場合に、レーザビームが直接保護
筺体の内部等に誤って照射されるのを防ぐことができ
る、信頼性の高いレーザ加工機を得ること。 【解決手段】 レーザ加工機において、レーザ共振器2
と、レーザ共振器2より出射されたレーザビーム8を被
加工物まで導くレーザ光路系の一部を形成する光ファイ
バ19と、光ファイバ19と接続されレーザ共振器2よ
り出射されたレーザビーム8を光ファイバ19へ入射さ
せる光ファイバコネクタA17と、レーザ共振器2と光
ファイバコネクタA17と光ファイバ19の一部とを覆
う保護筺体1と、保護筺体1の隔壁に設けられ光ファイ
バ19を保護筺体1の内側から外側へ貫通させる貫通開
口部25を有し光ファイバ19の表面を検出するファイ
バ通過検出手段としてのセンサ24と、センサ24から
出力された検出信号に基きレーザ出力に関する制御また
はアラーム出力を行うレーザ制御部とを備えたもの。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、レーザ加工機、
特にレーザ加工機に用いられる光ファイバに関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】図6は、従来のレーザ加工機とそのレー
ザビーム光路とを示す概略構成図である。1は発振器本
体を覆う保護筺体、2はレーザ共振器、3は部分反射ミ
ラー、4は全反射ミラー、5は励起光源、6は励起媒体
である固体素子、7は励起光源5と固体素子6とを内蔵
するキャビティ(箱)、8は共振器2から出射されたレ
ーザビーム、9は拡大レンズ、10はコリメートレン
ズ、11は内部シャッタ、12はファイバ入射レンズ、
13は外部シャッタ、14は反射ミラー、15はダンパ
ー、16は保護筺体1に設けられたファイバ出口、17
はファイバコネクタA、18はコネクタA取付板、19
は光ファイバであり、19aは光ファイバ心線、19b
はファイバコネクタB、19cは保護管である。20は
加工ヘッドであり、20a及び20bは集光レンズであ
る。保護筺体1の内部における光ファイバ19の端部の
接続部すなわちコネクタA取付板18とファイバ出口1
6との距離は、一般的に、200mm乃至600mm程
度のものが多い。
【0003】次に動作について説明する。図6の発振器
において、励起光源5の励起光により固体素子6が励起
され、固体素子6を挟むように設けられた部分反射ミラ
ー3と全反射ミラー4とによりレーザ発振する。共振器
2から出射されたレーザビーム8は拡大レンズ9を通過
することにより広げられ、コリメートレンズ10を通過
することにより平行ビームとなり、ファイバ入射レンズ
12を通過することにより集光されレーザビーム8が光
ファイバ19へと導かれる。全反射ミラー4と部分反射
ミラー3との間には内部シャッタ11が設けられてお
り、レーザビーム8を共振器2から出射させたくないと
きには、レーザビーム8を遮断できるようになってい
る。
【0004】コリメートレンズ10とファイバ入射レン
ズ12との間には外部シャッタ13が設けられており、
保護筺体1外へレーザビーム8を出射させたくないとき
には、レーザビーム8を遮断できるようになっている。
外部シャッタ13はレーザビーム8を反射する反射ミラ
ー14とレーザビーム8を吸収し熱に変換するダンパー
15とからなっている。反射ミラー14は可動構造にな
っており、位置Aに反射ミラー14があるときにはレー
ザビーム8は光ファイバ19へ向かうが、反射ミラー1
4が位置Bにあるときにはレーザビーム8は反射ミラー
14で反射され、ダンパー15に至る。ダンパー15の
表面はレーザービーム吸収体で構成されており、レーザ
ビーム8のエネルギーを熱に変換する。図には示さない
がダンパー15は吸収した熱量の放出のため水冷されて
いる。
【0005】共振器2から光ファイバ19へ導かれたレ
ーザビーム8は,光ファイバ19内を通過し、加工ヘッ
ド20に接続された側の光ファイバ19の端面から出射
される。加工ヘッド20に導かれたレーザビーム8は集
光レンズ20a,20bにより集光され、加工等に利用
される。
【0006】図7は、例えば実開昭62−158408
号公報に示された、従来のレーザ加工機の光ファイバ接
続部の構成図である。図7において、17は前述のファ
イバコネクタA、19bは前述のファイバコネクタBに
相当するものであり、51は扉52の開閉状態を検出す
る開閉センサ、53はファイバコネクタB19bの脱着
を検出する脱着センサである。
【0007】ファイバコネクタB19bをファイバコネ
クタA17に接続するために扉52を開状態にすると、
扉52の開閉状態を検出する開閉センサ51が検出信号
S1を出力する。続いて、ファイバコネクタB19bと
ファイバコネクタA17とを接続するとファイバコネク
タB19bの挿着を検出する脱着センサ53が検出信号
S2を出力する。検出信号S1と検出信号S2との両方
を受けた場合のみレーザ光を発光することができる。
【0008】図8は更に別の従来のレーザ加工機の光フ
ァイバ接続部の構成図である。図8において、図7と同
様に、17は前述のファイバコネクタA、19bは前述
のファイバコネクタBに相当するものであり、52は
扉、54はファイバコネクタB19bの挿着を検出する
脱着センサである。
【0009】ファイバコネクタA17にファイバコネク
タB19bの挿着を検出する脱着センサ54が設けられ
ており、ファイバコネクタB19bがファイバコネクタ
A17に挿着の状態では脱着センサ54がオンして光を
出力し、ファイバコネクタB19bがファイバコネクタ
A17から外れた状態では脱着センサ54がオフして光
出力を停止する。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】以上に説明したとお
り、従来のレーザ加工機においては、光ファイバの検出
といっても、ファイバ接続部すなわち保護筺体の内部に
おけるファイバ端部の接続部での検出が対象であった。
しかし、実際の組立てに際しては、先に保護筺体の内部
におけるファイバ端部の接続を行い、その後に保護筺体
の外部への光ファイバの取り回しを行う手順の場合が多
い。保護筺体のファイバ出口とコネクタA取付板すなわ
ちファイバ端部の接続部との距離は一般的には200m
m乃至600mm程度のものが多いが、そのスペースに
おいて手作業で光ファイバの接続及び取り回しが行われ
る。
【0011】このため、ファイバ端部での接続自体はな
されていても、その接続された光ファイバが保護筺体の
所定のファイバ出口を通過・貫通していないといった場
合があり、このような場合にレーザビームが誤照射され
るおそれがあった。例えば光ファイバがその全長に亘っ
て保護筺体内部に残されている場合、光ファイバの接続
されていない他端部から出射されたレーザビームが、保
護筺体の内部に誤照射されるおそれがあった。或いはま
た、レーザ加工機を試験的に用いる場合などにおいて、
接続された光ファイバが所定のファイバ出口以外のとこ
ろ、例えば開放された天板部のところなどから一時的に
保護筺体外部へ取り回される場合等において、やはり結
果的にレーザビームが所定の被照射部以外へ誤照射され
てしまう、という問題点があった。
【0012】この発明は、上述の課題を解決するために
なされたものであり、光ファイバが保護筺体に設けられ
た所定のファイバ出口を通過していない場合に、レーザ
ビームが保護筺体の内外に誤って照射されるのを防ぐこ
とができる、信頼性の高いレーザ加工機を得るものであ
る。
【0013】
【課題を解決するための手段】この発明に係るレーザ加
工機は、レーザ共振器と、このレーザ共振器より出射さ
れたレーザビームを被加工物まで導くレーザ光路系の一
部を形成する光ファイバと、この光ファイバと接続され
前記レーザ共振器より出射されたレーザビームを前記光
ファイバへ入射させるファイバ接続部と、前記レーザ共
振器と前記ファイバ接続部と前記光ファイバの一部とを
覆う保護筺体と、この保護筺体の隔壁に設けられ前記光
ファイバを前記保護筺体の内側から外側へ貫通させる貫
通開口部を有し前記光ファイバの表面を検出するファイ
バ通過検出手段と、このファイバ通過検出手段から出力
された検出信号に基きレーザ出力に関する制御またはア
ラーム出力を行うレーザ制御手段とを備えたものであ
る。
【0014】また、貫通開口部に扉を設けたものであ
る。
【0015】また、光ファイバは表面を金属製の保護管
で覆われているとともに、ファイバ通過検出手段は金属
検出センサであるものである。
【0016】また、貫通開口部に非金属材から成り光フ
ァイバをガイドする筒状のガイドを備えたものである。
【0017】さらに、筒状のガイドは、光ファイバが貫
通している状態では保護筐体内外の密閉性を保つ構成と
なっているものである。
【0018】また、ファイバ通過検出手段が出力する検
出信号に基づき、レーザ制御手段が光ファイバへのレー
ザビームの入射の入切を行うものである。
【0019】また、ファイバ通過検出手段が出力する検
出信号に基づき、レーザ制御手段がレーザ発振の入切を
行うものである。
【0020】また、レーザ共振器内部に設けられレーザ
共振を停止する内部シャッタと保護筺体内部のレーザ共
振器から光ファイバまでの光路中に設けられレーザビー
ムを遮断する外部シャッタとを有し、ファイバ通過検出
手段が出力する検出信号に基づき、前記内部シャッタま
たは前記外部シャッタの開閉状態の切り換えを行うもの
である。
【0021】
【発明の実施の形態】実施の形態1.この発明の第1の
実施の形態によるレーザ加工機を図1を用いて説明す
る。図1はこの発明の第1の実施の形態によるレーザ発
振器の要部構成図である。従来の装置と異なるのはファ
イバ出口部の構成であり,この部分について説明する。
図1において、符号1,8,12,16〜19,19b
のものは従来例の図面のものと同一または相当であるた
め説明を省略する。24はセンサ、25はファイバ出口
16に嵌合された貫通開口部である。26は扉であり、
蝶番に板金を付けた構造のものである。センサ24,貫
通開口部25,扉26によって、ファイバ通過検出手段
を構成している。
【0022】次に動作について説明する。図1に示した
ファイバ出口16には、扉26があり、光ファイバ19
がファイバ出口16すなわち貫通開口部25を通過して
いない場合には、図1に実線で扉26を示した状態のよ
うに自重などにより自動的に閉まる。また、貫通開口部
25をファイバ19が通過する場合にはファイバ通過の
妨げにならないように開けられる。扉26には光ファイ
バ19を検出するセンサ24が取付けられており、光フ
ァイバ19が通過したとき扉26が開き光ファイバ19
とセンサ24とが、図1に破線で扉26を示した状態の
ように当接して光ファイバ19があることをセンサ24
が検出する。
【0023】また、貫通開口部25を光ファイバ19が
通過していない場合にはセンサ24が検出信号を出力す
ることがなく、レーザ制御部(図示せず)によってレー
ザ共振を切る等の処理が行われ、結果的にレーザビーム
が出射されない状態とする。
【0024】また、扉の構成について、図1においては
蝶番を用いた機構を説明したが、例えば図2に示すよう
に、可撓性のある材質で可撓接続部27aを構成した扉
27とし、光ファイバ19が貫通開口部25を通過して
いない場合には自動的に閉まる構成としても良い。
【0025】実施の形態2.次に、この発明の第2の実
施の形態によるレーザ加工機を図3を用いて説明する。
図3はこの発明の第2の実施の形態によるレーザ発振器
の要部構成図である。この実施の形態では、光ファイバ
19の外表面を覆う保護管19dが金属製であり、セン
サは金属検出センサ28で構成されている。金属検出セ
ンサ28としては例えば磁気センサや静電センサ等があ
る。この実施の形態の場合、金属検出センサ28の誤作
動を防ぐため、扉26を非金属材料で構成するか、また
は扉26本体と金属検出センサ28との間にスペーサを
設けるようにするとよい。
【0026】動作としては、ファイバ出口16すなわち
貫通開口部25をファイバ19が通過したとき、図3に
破線で扉26を示した状態のように扉26が開き、金属
検出センサ28で金属製の保護管19dを検出すること
により光ファイバ19を検出することができる。
【0027】実施の形態3.次に、この発明の第3の実
施の形態によるレーザ加工機を図4を用いて説明する。
図4はこの発明の第3の実施の形態によるレーザ発振器
の要部構成図である。図4は図3に示した貫通開口部2
5に非金属製である筒状のガイド29を取り付けた構成
である。非金属製である筒状のガイド29の材質として
は例えばプラスチックやガラスやセラミックやゴム等が
ある。
【0028】動作としては、ファイバ出口16の内側、
すなわち金属検出センサ28が設けられている側に非金
属製のガイド29があるため、光ファイバ19が通過し
ていない場合には、図4に実線で扉26を示した状態の
ように金属検出センサ28とガイド29とが当接するこ
とになり、金属検出センサ28が金属製の保護筐体1の
内表面を金属製の保護管19dを有する光ファイバ19
と誤って検出してしまう、といったことがなくなる。
【0029】実施の形態4.次に、この発明の第4の実
施の形態によるレーザ加工機を図5を用いて説明する。
図5はこの発明の第4の実施の形態によるレーザ発振器
の要部構成図であり、図5に示したものは、図4の筒状
のガイド29の内径に光ファイバ19とガイド29との
間にシール材30が設けられている構造のものである。
シール材30としては、例えばゴムパッキンやOリング
等がある。この構成によりファイバ出口16を光ファイ
バ19が通過したときに保護筐体1の密閉性を保つこと
ができる。
【0030】上述の第1乃至第4の実施の形態のものに
関して、センサによる検出情報に基づき、例えば、光フ
ァイバ19の存在が確認できない場合にアラームを出す
ことにしてもよい。アラームとしては例えば発振器等の
表示器によるメッセージや、ブザー等の音や、ライト等
の点灯機器による光の点灯・点滅等、種々の方法が挙げ
られる。
【0031】また、光ファイバ19の存在が確認できな
い場合に、発振(レーザ共振)を停止させることができ
る。発振器を停止させる方法としては、例えば、発振器
本体の電源を遮断する、或いは励起光源5への入力を遮
断する等がある。また、内部シャッタ11を閉状態へ切
り換えることにより、レーザ共振を止めてもよい。既に
内部シャッタ11が閉状態の場合、開信号が入力されて
もセンサによって光ファイバ19の存在が確認できるま
で閉状態を維持するようにする。
【0032】また、光ファイバ19の存在が確認できな
い場合に、発振自体を停止させることなく、代わりに、
外部シャッタ13が開状態の場合、閉状態に切り換え、
また既に外部シャッタ13が閉状態の場合、開信号が入
力されてもセンサによって光ファイバ19の存在が確認
できるまで閉状態を維持するようにする。
【0033】
【発明の効果】以上に述べたように、この発明によれ
ば、光ファイバが保護筺体の所定の貫通開口部を貫通し
ていない場合に、レーザビームが保護筺体の内外に誤っ
て照射するのを防ぐことができ、信頼性の高いレーザ加
工機を得られる、という効果を奏する。
【0034】また、光ファイバの検出も、光ファイバの
表面にセンサを当接させるという、簡単な構成による検
出が可能である、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の第1の実施の形態によるレーザ加
工機の要部構成図。
【図2】 この発明の第1の実施の形態によるレーザ加
工機の応用例を示す要部構成図。
【図3】 この発明の第2の実施の形態によるレーザ加
工機の要部構成図。
【図4】 この発明の第3の実施の形態によるレーザ加
工機の要部構成図。
【図5】 この発明の第4の実施の形態によるレーザ加
工機の要部構成図。
【図6】 従来のレーザ加工機とそのレーザビーム光路
の概略構成図。
【図7】 従来の光ファイバ接続部の構成図。
【図8】 従来の他の光ファイバ接続部の構成図。
【符号の説明】
1 保護筐体 2 共振器 8 レーザビーム 11 内部シャッタ 14 ダンパー 16 ファイバ出口 17 ファイバコネクタA 18 コネクタA取付板 19 光ファイバ 19b ファイバコネクタB 19c 保護管 19d 金属製の保護管 24 センサ 25 貫通開口部 26,27 扉 28 金属検出センサ 29 ガイド 30 シール材

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 レーザ共振器と、このレーザ共振器より
    出射されたレーザビームを被加工物まで導くレーザ光路
    系の一部を形成する光ファイバと、この光ファイバと接
    続され前記レーザ共振器より出射されたレーザビームを
    前記光ファイバへ入射させるファイバ接続部と、前記レ
    ーザ共振器と前記ファイバ接続部と前記光ファイバの一
    部とを覆う保護筺体と、この保護筺体の隔壁に設けられ
    前記光ファイバを前記保護筺体の内側から外側へ貫通さ
    せる貫通開口部を有し前記光ファイバの表面を検出する
    ファイバ通過検出手段と、このファイバ通過検出手段か
    ら出力された検出信号に基きレーザ出力に関する制御ま
    たはアラーム出力を行うレーザ制御手段とを備えたこと
    を特徴とするレーザ加工機。
  2. 【請求項2】 貫通開口部に扉を設けたことを特徴とす
    る請求項1に記載のレーザ加工機。
  3. 【請求項3】 光ファイバは表面を金属製の保護管で覆
    われているとともに、ファイバ通過検出手段は金属検出
    センサであることを特徴とする請求項1または2のいず
    れかに記載のレーザ加工機。
  4. 【請求項4】 貫通開口部に非金属材から成り光ファイ
    バをガイドする筒状のガイドを備えたことを特徴とする
    請求項3に記載のレーザ加工機。
  5. 【請求項5】 筒状のガイドは、光ファイバが貫通して
    いる状態では保護筐体内外の密閉性を保つ構成となって
    いることを特徴とする請求項4に記載のレーザ加工機。
  6. 【請求項6】 ファイバ通過検出手段が出力する検出信
    号に基づき、レーザ制御手段が光ファイバへのレーザビ
    ームの入射の入切を行うことを特徴とする請求項1乃至
    5のいずれかに記載のレーザ加工機。
  7. 【請求項7】 ファイバ通過検出手段が出力する検出信
    号に基づき、レーザ制御手段がレーザ発振の入切を行う
    ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載のレ
    ーザ加工機。
  8. 【請求項8】 レーザ共振器内部に設けられレーザ共振
    を停止する内部シャッタと保護筺体内部のレーザ共振器
    から光ファイバまでの光路中に設けられレーザビームを
    遮断する外部シャッタとを有し、ファイバ通過検出手段
    が出力する検出信号に基づき、前記内部シャッタまたは
    前記外部シャッタの開閉状態の切り換えを行うことを特
    徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載のレーザ加工
    機。
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