JP2005081399A - Method and apparatus for preventing contamination inside optical axis in laser machining apparatus and accident control method for laser machining apparatus - Google Patents

Method and apparatus for preventing contamination inside optical axis in laser machining apparatus and accident control method for laser machining apparatus Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent fume emitted by burning of a lens from giving bad effects such as contamination to each member inside an optical axis when a condenser lens burns out. <P>SOLUTION: When the condenser lens 9 inside a laser machining head 5 burns out during laser machining, the fume emitted during burning inside the laser machining head 5 disposed on the laser entry side to the condenser lens 9 is detected by a lens burning detector 15. Responding to the lens burning detection signal, while emission of the laser beam LB passing through the condenser lens 9 is interrupted by a laser cut-off device 21, a cooling unit 23 to cool the condenser lens 9 is stopped and then the fume inside the laser machining head 5 on the laser entry side is exhausted by a gas exhausting unit 33. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

この発明は、レーザ加工装置における光軸内汚染防止方法およびその装置並びにレーザ加工装置の事故処理方法に関する。   The present invention relates to an optical axis contamination prevention method and its apparatus in a laser processing apparatus, and an accident processing method for a laser processing apparatus.

レーザ加工機のレーザ加工ヘッド内に使用されている集光レンズは、レーザ光をワークWの加工点に向けて集光し、エネルギー密度を上げる目的で使用される透過レンズである。この集光レンズは、レーザ光の熱影響を受けないように、透過性のよい材質が選定されている。例えば、集光レンズなどの透過光学素子の母材として、可視光領域(0.82μm〜0.38μm)で使用されている一般的な光学ガラス(BK7,SK16,LF1など)が波長透過特性の問題で使用できないため、ZnSe(Zinc Selenide)やKCl(Potassium Chloride)など特殊な物質の結晶が用いられている。   The condensing lens used in the laser processing head of the laser processing machine is a transmissive lens used for the purpose of increasing the energy density by condensing the laser beam toward the processing point of the workpiece W. The condensing lens is selected from a material having good transparency so as not to be affected by the heat of the laser beam. For example, common optical glass (BK7, SK16, LF1, etc.) used in the visible light region (0.82 μm to 0.38 μm) as a base material for transmission optical elements such as condensing lenses is a problem with wavelength transmission characteristics. Since it cannot be used, crystals of special substances such as ZnSe (Zinc Selenide) and KCl (Potassium Chloride) are used.

上述のZnSeはKClのように大気中の水分を吸収して損壊する潮解性がなく、機械的強度も優れているので炭酸ガスレーザ加工機などの集光レンズとして広く使用されている。   ZnSe described above is widely used as a condensing lens for carbon dioxide laser processing machines and the like because it does not have the deliquescent property of absorbing and destroying moisture in the atmosphere like KCl and has excellent mechanical strength.

しかし、集光レンズは劣化等により透過性が失われ、熱吸収や、焦点距離の変動が起こり、焼損が発生する。ZnSe(Zinc Selenide)は、過熱燃焼したときに発生するガスが有毒であるため、焼損時にはレーザ光の照射を即座に停止しなければならない。   However, the condensing lens loses its transparency due to deterioration or the like, and heat absorption and focal length change occur, resulting in burning. In ZnSe (Zinc Selenide), the gas generated when overheated is toxic, so the laser beam irradiation must be stopped immediately upon burning.

特に、集光レンズの焼損時に入射側に発生する煤塵は、レーザ加工ヘッドの光軸内に拡散して付着するため、光軸を構成する蛇腹や反射ミラー等がダメージを受ける。集光レンズの焼損が発生しても、この焼損を検出できない限り、レーザ光の出射を止めることはできない。そのために、集光レンズの焼損を検出する方法として、焼損時の発光や発煙を検出する方法が開発されている(例えば、特許文献1参照)。
特開2003−126977号公報
In particular, dust generated on the incident side when the condensing lens burns out diffuses and adheres to the optical axis of the laser processing head, so that the bellows, the reflection mirror, and the like constituting the optical axis are damaged. Even if the condensing lens is burned out, the emission of the laser beam cannot be stopped unless the burning is detected. Therefore, a method for detecting light emission and smoke generation at the time of burning has been developed as a method for detecting burning of the condenser lens (for example, see Patent Document 1).
JP 2003-129777 A

ところで、従来の集光レンズの焼損検出においては、焼損の結果、発煙等の現象や生成物を検出した場合は、焼損により発生する煙がレーザ加工ヘッドの光軸内に拡散している。このため、上記の焼損検出だけでは、上記の焼損により発生した煙による光軸内部の汚染は防げないという問題点があった。   By the way, in the conventional burnout detection of the condenser lens, when a phenomenon such as smoke generation or a product is detected as a result of the burnout, smoke generated by the burnout diffuses in the optical axis of the laser processing head. For this reason, there is a problem that the contamination inside the optical axis due to the smoke generated by the above burning cannot be prevented only by detecting the above burning.

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る。   The present invention has been made to solve the above-described problems.

この発明のレーザ加工装置における光軸内汚染防止方法は、レーザ加工中にレーザ加工ヘッド内の集光レンズが焼損した時、この焼損時に前記集光レンズに対してレーザ光入射側のレーザ加工ヘッド内に発生した煙を検出し、このレンズ焼損検出信号により集光レンズを通過するレーザ光の出射を停止すると共に前記集光レンズを冷却する冷却装置を停止し、前記レーザ光入射側のレーザ加工ヘッド内の煙を排出することを特徴とするものである。   The method for preventing contamination within the optical axis in the laser processing apparatus according to the present invention is such that when the condensing lens in the laser processing head burns out during laser processing, the laser processing head on the laser beam incident side with respect to the condensing lens during the burning out The smoke generated inside is detected, and the laser burning through the condenser lens is stopped by this lens burnout detection signal, and the cooling device for cooling the condenser lens is stopped, and laser processing on the laser light incident side is stopped. It is characterized by discharging smoke in the head.

この発明のレーザ加工装置における光軸内汚染防止方法は、前記レーザ加工装置における光軸内汚染防止方法において、前記レンズ焼損検出信号により、集光レンズに対してレーザ光入射側のレーザ加工ヘッド内を密閉する。   An optical axis contamination preventing method in a laser processing apparatus according to the present invention is the same as in the optical axis contamination preventing method in the laser processing apparatus, in the laser processing head on the laser beam incident side with respect to the condenser lens by the lens burnout detection signal. To seal.

この発明のレーザ加工装置における光軸内汚染防止装置は、レーザ光を集光する集光レンズを内部に備えたレーザ加工ヘッドと、前記集光レンズの焼損時に集光レンズに対してレーザ光入射側のレーザ加工ヘッド内に発生した煙を検出するレンズ焼損検出装置と、前記集光レンズを通過するレーザ光の出射を停止するレーザ光遮断装置と、前記集光レンズを冷却する冷却装置と、前記レーザ光入射側のレーザ加工ヘッド内の煙を排出するガス排出装置と、前記レンズ焼損検出装置のレンズ焼損検出信号により、前記レーザ光遮断装置、前記冷却装置および前記ガス排出装置を制御せしめる制御装置と、からなることを特徴とするものである。   The anti-pollution device in the optical axis of the laser processing apparatus according to the present invention includes a laser processing head provided with a condensing lens for condensing laser light, and laser light incident on the condensing lens when the condensing lens is burned out. A lens burnout detecting device for detecting smoke generated in the laser processing head on the side, a laser light blocking device for stopping emission of laser light passing through the condensing lens, a cooling device for cooling the condensing lens, Control for causing the laser light blocking device, the cooling device, and the gas discharge device to be controlled by a gas discharge device for discharging smoke in the laser processing head on the laser light incident side and a lens burnout detection signal of the lens burnout detection device And an apparatus.

この発明のレーザ加工装置における光軸内汚染防止装置は、前記レーザ加工装置における光軸内汚染防止装置において、前記レーザ加工ヘッドに、集光レンズに対してレーザ光入射側のレーザ加工ヘッド内を密閉する加工ヘッド遮断装置を備える。   An optical axis contamination prevention device in a laser processing apparatus according to the present invention is the optical machining contamination prevention device in the laser processing device, wherein the laser processing head is disposed inside the laser processing head on the laser beam incident side with respect to the condenser lens. A processing head shut-off device for sealing is provided.

この発明のレーザ加工装置における光軸内汚染防止装置は、前記レーザ加工装置における光軸内汚染防止装置において、前記ガス排出装置に、粉塵除去能力が0.1μm以下の粉塵除去装置を備える。   An optical axis contamination prevention apparatus in a laser processing apparatus according to the present invention is the optical axis contamination prevention apparatus in the laser processing apparatus, wherein the gas discharge device includes a dust removal apparatus having a dust removal capability of 0.1 μm or less.

このレーザ加工機の事故処理方法は、請求項4、5または6の発明のレーザ加工装置における光軸内汚染防止装置が起動したとき、汚染ガスの排気完了までの所定時間、光軸を開放しないよう警報を発し、その警報は所定時間経過しなければ解除不可能であり、更に、自動または手動による解除後は集光レンズの状態を表示・要求し、集光レンズの状態確認が脱着の信号で初めてなされ、状態確認の表示が消去し、一連の警報が解除することを特徴とするものである。   This laser beam machine accident processing method does not open the optical axis for a predetermined time until exhaust of pollutant gas is completed when the anti-pollution device in the optical axis in the laser processing apparatus of the invention of claim 4, 5 or 6 is activated. The alarm cannot be canceled unless a predetermined time has passed. In addition, after automatic or manual cancellation, the status of the condenser lens is displayed and requested, and the confirmation of the status of the condenser lens is a removal signal. It is made for the first time, and the status confirmation display is erased and a series of alarms are released.

以上のごとき課題を解決するための手段から理解されるように、この発明によれば、集光レンズのレンズ焼損検出信号により、集光レンズを通過するレーザ光の出射を停止すると共に、前記集光レンズを冷却する冷却装置を停止するので、光軸内への煙の拡散を遅くする効果がある。しかも、レーザ光入射側のレーザ加工ヘッド内の煙を排出するので、前記煙の自然拡散を防止する効果がある。その結果、前記煙が光軸内の各部材を汚染するなどのダメージを防止できる。   As can be understood from the means for solving the above problems, according to the present invention, the emission of the laser light passing through the condenser lens is stopped by the lens burnout detection signal of the condenser lens, and Since the cooling device for cooling the optical lens is stopped, there is an effect of slowing the diffusion of smoke into the optical axis. In addition, since the smoke in the laser processing head on the laser beam incident side is discharged, there is an effect of preventing the natural diffusion of the smoke. As a result, it is possible to prevent damage such as the smoke contaminating each member in the optical axis.

また、上記のレンズ焼損検出信号により、加工ヘッド遮断装置でレーザ光入射側のレーザ加工ヘッド内を密閉することで、より一層光軸内への煙の拡散を阻止する効果がある。   Further, by sealing the inside of the laser processing head on the laser beam incident side by the processing head blocking device by the lens burnout detection signal, there is an effect of further preventing the diffusion of smoke into the optical axis.

さらに、前記レーザ加工装置における光軸内汚染防止装置が起動したとき、汚染ガスの排気完了までの所定時間、光軸を開放しないよう警報が発せられ、その警報は所定時間経過しなければ解除不可能である。更に、自動または手動による解除後は集光レンズの状態を表示・要求し、集光レンズの状態確認が脱着の信号で初めてなされ、状態確認の表示が消去され、一連の警報を解除することができる。   Further, when the optical axis contamination prevention device in the laser processing apparatus is activated, a warning is issued so as not to open the optical axis for a predetermined time until the exhaust of the pollutant gas is completed. Is possible. In addition, after automatic or manual release, the status of the condenser lens is displayed and requested, and the status confirmation of the condenser lens is made for the first time with a detachment signal, the status confirmation display is erased, and a series of alarms can be released. it can.

以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1を参照するに、この実施の形態に係るレーザ加工装置1は、レーザ光LBを発振するレーザ発振器3を備え、このレーザ発振器3で発振されたレーザ光LBは強度調整装置(図示省略)を経てレーザ加工装置1に備えられたレーザ加工ヘッド5内の上部に設けられたベンドミラー7を介して垂直下方向へ反射される。このレーザ光LBはレーザ加工ヘッド5内の下部に設けられた集光レンズ9で集光される。この集光されたレーザ光LBの照射光軸心に対して、例えば数値制御のワーク移送位置決め装置(図示省略)で移送位置決めされたワークW上に、レーザ光LBの焦点を結ばせて、所望の形状に切断するなどのレーザ加工が行なわれる。   Referring to FIG. 1, a laser processing apparatus 1 according to this embodiment includes a laser oscillator 3 that oscillates a laser beam LB, and the laser beam LB oscillated by the laser oscillator 3 is an intensity adjusting device (not shown). Then, the laser beam is reflected in a vertically downward direction via a bend mirror 7 provided in the upper part of the laser processing head 5 provided in the laser processing apparatus 1. This laser beam LB is condensed by a condenser lens 9 provided at the lower part in the laser processing head 5. For example, the focal point of the laser beam LB is focused on the workpiece W that has been transferred and positioned by a numerically controlled workpiece transfer positioning device (not shown), for example, with respect to the irradiation optical axis of the focused laser beam LB. Laser processing such as cutting into a shape is performed.

なお、レーザ加工ヘッド5は、筒体をなすハウジング11の先端部(下端部)内に集光レンズ9が装着されており、集光レンズ9の出射側にはノズル13が設けられている。   The laser processing head 5 has a condensing lens 9 mounted in the tip (lower end) of a housing 11 that forms a cylindrical body, and a nozzle 13 is provided on the exit side of the condensing lens 9.

また、集光レンズ9に対して入射側のハウジング11には、前記集光レンズ9の焼損時に発生した煙を検出するレンズ焼損検出装置としての例えば反射式光センサ15が設けられている。反射式光センサ15としては、集光レンズ9の入射側(図1において上部)のハウジング11内の光軸に同軸2芯の光ファイバが設けられ、このうちの1芯はセンサアンプ17より光ファイバを通じて前記光軸内に検出用の光を出射し、もう1方の光ファイバで光軸の内壁から反射する光量をセンサアンプ17に戻して検出するものである。この場合、例えば煙の粒子径は2〜3μmであり、発煙により上記の検出用の光が煙の粒子で反射し、反射光量が増加したことが光ファイバを用いてセンサアンプ17により増幅することにより、集光レンズ9の焼損が検出されるものである。なお、上記のレーザ発振器3およびセンサアンプ17は制御装置19に接続されている。   In addition, the housing 11 on the incident side with respect to the condenser lens 9 is provided with, for example, a reflective optical sensor 15 as a lens burnout detection device that detects smoke generated when the condenser lens 9 is burnt. As the reflection type optical sensor 15, a coaxial two-core optical fiber is provided on the optical axis in the housing 11 on the incident side (upper part in FIG. 1) of the condenser lens 9, one of which is light from the sensor amplifier 17. Light for detection is emitted into the optical axis through the fiber, and the amount of light reflected from the inner wall of the optical axis is returned to the sensor amplifier 17 and detected by the other optical fiber. In this case, for example, the particle diameter of the smoke is 2 to 3 μm, and the detection light is reflected by the smoke particles due to the smoke, and the increase in the amount of reflected light is amplified by the sensor amplifier 17 using an optical fiber. Thus, burning of the condenser lens 9 is detected. The laser oscillator 3 and the sensor amplifier 17 are connected to the control device 19.

また、レーザ発振器3の出射口には、出射されるレーザ光LBを遮断又は開放するレーザ光遮断装置としての例えば発振器シャッタ21が設けられている。この発振器シャッタ21の開閉動作は制御装置19の指令により行われる。   Further, for example, an oscillator shutter 21 serving as a laser beam blocking device that blocks or opens the emitted laser beam LB is provided at the emission port of the laser oscillator 3. The opening / closing operation of the oscillator shutter 21 is performed according to a command from the control device 19.

また、集光レンズ9は、熱による焦点位置変動の防止を目的として集光レンズ9を冷却する冷却装置23が設けられている。この冷却装置23としては、集光レンズ9の表面に気体としての例えばパージエアを吹き付けて空冷するためのエア供給管路25がパージエアを供給するエア供給源27とレーザ加工ヘッド5との間に設けられている。エア供給管路25の途中にはパージエア供給のON/OFFを制御するための冷却開閉装置としての例えば切替えバルブ29(電磁弁)が設けられている。この切替えバルブ29は制御装置19に接続されている。なお、切替えバルブ29とレーザ加工ヘッド5との間のエア供給管路25は集光レンズ9に気体を吹き付けるためのパージエア吹付け回路31を構成している。   Further, the condenser lens 9 is provided with a cooling device 23 for cooling the condenser lens 9 for the purpose of preventing the focal position fluctuation due to heat. As this cooling device 23, an air supply line 25 for air-cooling by blowing, for example, purge air as a gas on the surface of the condenser lens 9 is provided between the air supply source 27 for supplying purge air and the laser processing head 5. It has been. In the middle of the air supply pipe 25, for example, a switching valve 29 (electromagnetic valve) is provided as a cooling opening / closing device for controlling ON / OFF of purge air supply. This switching valve 29 is connected to the control device 19. The air supply line 25 between the switching valve 29 and the laser processing head 5 constitutes a purge air blowing circuit 31 for blowing gas onto the condenser lens 9.

また、レーザ加工ヘッド5には、集光レンズ9に対してレーザ光入射側のハウジング11内に発生した煙を排出するガス排出装置33が設けられている。ガス排出装置33としては、集光レンズ9に近い光軸内部の煙を含むガスを吸引するためのガス排出管路35がレーザ加工ヘッド5のハウジング11に連通しており、ガス排出管路35は真空発生器37に連通している。つまり、レーザ加工ヘッド5のハウジング11内の煙が真空発生器37によりガス排出管路35を介して吸引され、前記真空発生器37から外部へ排出される。   Further, the laser processing head 5 is provided with a gas discharge device 33 for discharging smoke generated in the housing 11 on the laser beam incident side with respect to the condenser lens 9. As the gas discharge device 33, a gas discharge pipe 35 for sucking a gas containing smoke inside the optical axis close to the condenser lens 9 communicates with the housing 11 of the laser processing head 5. Is in communication with a vacuum generator 37. That is, the smoke in the housing 11 of the laser processing head 5 is sucked by the vacuum generator 37 via the gas discharge pipe 35 and discharged from the vacuum generator 37 to the outside.

なお、この実施の形態では、上記の真空発生器37は、上述した冷却装置23の切替えバルブ29にエア供給管路25により連通されて真空発生回路39を構成しており、集光レンズ9が焼損したことを反射式光センサ15で検出したとき、レンズ焼損検出信号で切替えバルブ29がパージエア吹付け回路31を遮断すると同時に前記真空発生回路39に切り替えることにより、例えばエアが真空発生器37内でガス排出管路35内を負圧にするように外部へ噴射されることにより、ガス排出管路35内の負圧で、前記加工ヘッド5のハウジング11の側壁に設けられた排出口40より光軸内の煙などのガスが吸引され、外部へ排気される。   In this embodiment, the vacuum generator 37 is connected to the switching valve 29 of the cooling device 23 by the air supply pipe 25 to form a vacuum generation circuit 39, and the condenser lens 9 is When the reflection optical sensor 15 detects that the burnout has occurred, the switching valve 29 shuts off the purge air blowing circuit 31 and switches to the vacuum generation circuit 39 simultaneously with the lens burnout detection signal, so that, for example, air is contained in the vacuum generator 37. In this way, the gas discharge pipe 35 is sprayed to the outside so as to have a negative pressure, so that the negative pressure in the gas discharge pipe 35 causes a discharge from the discharge port 40 provided on the side wall of the housing 11 of the processing head 5. Gas such as smoke in the optical axis is sucked and exhausted to the outside.

なお、真空発生器37は、上記の切替えバルブ29により作動しなくとも、独自に作動するよう制御装置19に接続されていても構わない。また、他の形態の真空発生器であっても構わない。   Note that the vacuum generator 37 may be connected to the control device 19 so as to operate independently without being operated by the switching valve 29 described above. Moreover, you may be another form of vacuum generator.

さらに、ハウジング11内の光軸と真空発生器37の間のガス排出管路35には、発煙を除去するために粉塵除去性能が0.1μm以下の粉塵除去装置としての例えばフィルタ41を設ける。この実施の形態のフィルタエレメントは、0.01μmである。これにより、例えば煙の有毒な気体がフィルタ41で除去された後に、外部に排気されることとなる。   Further, for example, a filter 41 as a dust removing device having a dust removing performance of 0.1 μm or less is provided in the gas exhaust line 35 between the optical axis in the housing 11 and the vacuum generator 37 in order to remove smoke. The filter element of this embodiment is 0.01 μm. Thereby, for example, after the toxic gas of smoke is removed by the filter 41, it is exhausted to the outside.

また、レーザ加工ヘッド5には、集光レンズ9に対してレーザ光入射側のレーザ加工ヘッド5内を密閉する加工ヘッド遮断装置としての例えば加工ヘッドシャッタ43を設ける。この加工ヘッドシャッタ43は制御装置19に接続され、集光レンズ9が焼損したことを検出すると同時にレーザ加工ヘッド5内を密閉するために、煙および蒸気が例えばベンドミラー7や蛇腹などの主たる光軸の方へ拡散しないように防ぐことが可能である。   Further, the laser processing head 5 is provided with, for example, a processing head shutter 43 as a processing head blocking device that seals the inside of the laser processing head 5 on the laser beam incident side with respect to the condenser lens 9. This processing head shutter 43 is connected to the control device 19 to detect that the condenser lens 9 has been burned out, and at the same time, to seal the inside of the laser processing head 5, smoke and vapor are mainly emitted from the bend mirror 7 and bellows, for example. It is possible to prevent it from diffusing towards the axis.

図2を参照するに、制御装置19は、中央処理装置としてのCPU45に、キーボードなどの入力装置47とCRTやLCDなどからなる表示装置49が接続されている。   Referring to FIG. 2, in the control device 19, an input device 47 such as a keyboard and a display device 49 such as a CRT or LCD are connected to a CPU 45 serving as a central processing unit.

また、上記のCPU45には、入力装置47から入力されたワークWの大きさや形状、レーザ加工の指示を含む加工プログラムなどのデータを記憶するメモリ51が接続されている。   The CPU 45 is connected to a memory 51 for storing data such as the size and shape of the workpiece W inputted from the input device 47 and a machining program including a laser machining instruction.

また、上記のCPU45には、レンズ焼損検出装置としての例えば反射式光センサ15のレンズ焼損検出信号により、発振器シャッタ21を作動してレーザ光LBの出射を停止すると共に切替えバルブ29を作動して集光レンズ9の冷却を停止し、レーザ加工ヘッド5内のレーザ光入射側の煙を排出するよう指令を与える指令部53が接続されている。   Further, the CPU 45 operates the oscillator shutter 21 to stop the emission of the laser beam LB and the switching valve 29 according to the lens burnout detection signal of the reflective photosensor 15 as a lens burnout detection device, for example. A command unit 53 is connected to give a command to stop cooling the condenser lens 9 and to discharge smoke on the laser beam incident side in the laser processing head 5.

また、上記の指令部53は、レンズ焼損検出信号により、オペレータに警報を発するよう図2に示されているアラーム55に指令を与えることもできる。   The command unit 53 can also give a command to the alarm 55 shown in FIG. 2 so as to issue a warning to the operator by a lens burnout detection signal.

上記構成により、レーザ加工中にレーザ加工ヘッド5内の集光レンズ9が焼損した時、この焼損時に発生する煙は反射式光センサ15により検出される。このレンズ焼損検出信号により、制御装置19の指令部53から各機器へ指令が与えられる。   With the above configuration, when the condensing lens 9 in the laser processing head 5 is burned out during laser processing, the smoke generated at the time of this burning is detected by the reflective optical sensor 15. By this lens burnout detection signal, a command is given from the command unit 53 of the control device 19 to each device.

すなわち、発振器シャッタ21が作動してレーザ発振器3から出るレーザ光LBを遮断するので、集光レンズ9を通過するレーザ光LBが停止される。さらに、アラーム55が作動してオペレータに警報が与えられる。また、パージエア吹付け回路31の切替えバルブ29が作動してエア供給源27から供給されるパージエアが集光レンズ9を冷却するパージエア吹付け回路31から真空発生器37への真空発生回路39に切り替えられる。したがって、集光レンズ9へのパージエア供給が停止すると同時に、ガス排出管路35内が負圧になるので、レーザ加工ヘッド5内のレーザ光入射側の煙が排出口40よりガス排出管路35へ吸引され、煙が途中のフィルタ41で除去されてから清浄エアが真空発生器37により外部へ排出される。   That is, since the oscillator shutter 21 is operated to block the laser beam LB emitted from the laser oscillator 3, the laser beam LB passing through the condenser lens 9 is stopped. In addition, alarm 55 is activated to alert the operator. In addition, the switching valve 29 of the purge air spray circuit 31 is operated to switch the purge air supplied from the air supply source 27 to the vacuum generator circuit 39 from the purge air spray circuit 31 that cools the condenser lens 9 to the vacuum generator 37. It is done. Accordingly, the supply of purge air to the condensing lens 9 is stopped, and at the same time, the pressure in the gas discharge pipe 35 becomes negative, so that smoke on the laser beam incident side in the laser processing head 5 is discharged from the discharge port 40 to the gas discharge pipe 35. After the smoke is removed by the filter 41 on the way, clean air is discharged to the outside by the vacuum generator 37.

したがって、集光レンズ9へのパージエア供給が停止されるので、光軸内への煙の拡散を遅くすることができ、レーザ加工ヘッド5内の煙がすぐに排出されるので、煙の自然拡散を防止できる。その結果、光軸内のベンドミラー7や蛇腹などの光軸部材を汚染するなどの悪影響を防止できる。   Accordingly, the supply of purge air to the condenser lens 9 is stopped, so that the diffusion of smoke into the optical axis can be delayed, and the smoke in the laser processing head 5 is immediately discharged. Can be prevented. As a result, it is possible to prevent adverse effects such as contamination of the optical axis members such as the bend mirror 7 and the bellows in the optical axis.

また、上記の動作に加えて、レンズ焼損検出信号により、加工ヘッドシャッタ43でレーザ光入射側のレーザ加工ヘッド5内を密閉すると、光軸内への煙の拡散を阻止するという点で、より一層の効果がある。   Further, in addition to the above-described operation, sealing the inside of the laser processing head 5 on the laser beam incident side with the processing head shutter 43 by the lens burnout detection signal prevents smoke from diffusing into the optical axis. There is a further effect.

実際の試験結果では、集光レンズ9の焼損が発生してから約1秒でレンズ焼損が検出され、ほぼ同時に煙の排出が開始された。煙はフィルタ41を通過後、目視で認められず除去された。   According to the actual test results, the lens burnout was detected about 1 second after the condenser lens 9 was burned out, and smoke discharge started almost simultaneously. After passing through the filter 41, the smoke was removed without being visually recognized.

前記レーザ加工ヘッド5、レンズ焼損検出装置としての反射式光センサ15、レーザ光遮断装置としての発振器シヤッタ21、冷却装置23、ガス排出装置33、加工ヘッド遮断装置としての加工ヘッドシャッタ43、粉塵除去装置としてのフィルタ41および制御装置19でレーザ加工機における光軸内汚染防止装置
を構成し、このレーザ加工機における光軸内汚染防止装置が起動したとき、汚染ガスの排気完了までの所定時間、光軸を開放しないよう警報が発せられる。その警報は所定時間経過しなければ解除不可能である。更に、自動または手動による解除後は集光レンズ9の状態を前記表示装置49に表示・要求し、集光レンズ9の状態確認が脱着の信号で初めてなされ、状態確認の表示が表示装置49から消去され、一連の警報を解除することができる。
The laser processing head 5, the reflective optical sensor 15 as a lens burnout detection device, the oscillator shutter 21 as a laser light blocking device, the cooling device 23, the gas discharge device 33, the processing head shutter 43 as a processing head blocking device, and dust removal The filter 41 and the control device 19 as a device constitute an optical axis contamination prevention device in the laser processing machine, and when the optical axis contamination prevention device in the laser processing machine is activated, a predetermined time until exhausting of the contaminated gas, An alarm is issued not to open the optical axis. The alarm cannot be canceled unless a predetermined time has elapsed. Further, after the automatic or manual release, the state of the condenser lens 9 is displayed / requested on the display device 49, and the state confirmation of the condenser lens 9 is made for the first time with the detachment signal. Cleared and a series of alarms can be released.

なお、この発明は前述した実施の形態に限定されることなく、適宜な変更を行うことによりその他の態様で実施し得るものである。単なるレーザ加工装置だけでなく、レーザ加工装置を備えた板材の複合加工装置などにも幅広く利用されるものである。   In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, It can implement in another aspect by making an appropriate change. The present invention is widely used not only for a simple laser processing apparatus but also for a composite processing apparatus for plate materials provided with a laser processing apparatus.

この発明の実施の形態のレーザ加工装置の概略説明図である。It is a schematic explanatory drawing of the laser processing apparatus of embodiment of this invention. 制御装置のブロック構成図である。It is a block block diagram of a control apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

1 レーザ加工装置
3 レーザ発振器
5 レーザ加工ヘッド
7 ベンドミラー
9 集光レンズ
15 反射式光センサ(レンズ焼損検出装置)
19 制御装置
21 発振器シャッタ(レーザ光遮断装置)
23 冷却装置
29 切替えバルブ(冷却開閉装置)
33 ガス排出装置
37 真空発生器
41 フィルタ(粉塵除去装置)
43 加工ヘッドシャッタ(加工ヘッド遮断装置)
53 指令部
55 アラーム
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Laser processing apparatus 3 Laser oscillator 5 Laser processing head 7 Bend mirror 9 Condensing lens 15 Reflection type optical sensor (lens burnout detection apparatus)
19 Control device 21 Oscillator shutter (laser light blocking device)
23 Cooling device 29 Switching valve (Cooling switch)
33 Gas exhaust device 37 Vacuum generator 41 Filter (dust removal device)
43 Processing head shutter (processing head shut-off device)
53 Command section 55 Alarm

Claims (6)

レーザ加工中にレーザ加工ヘッド内の集光レンズが焼損した時、この焼損時に前記集光レンズに対してレーザ光入射側のレーザ加工ヘッド内に発生した煙を検出し、このレンズ焼損検出信号により集光レンズを通過するレーザ光の出射を停止すると共に前記集光レンズを冷却する冷却装置を停止し、前記レーザ光入射側のレーザ加工ヘッド内の煙を排出することを特徴とするレーザ加工装置における光軸内汚染防止方法。   When the condensing lens in the laser processing head burns out during laser processing, smoke generated in the laser processing head on the laser beam incident side with respect to the condensing lens is detected at the time of this burning, and this lens burnout detection signal A laser processing apparatus that stops emission of laser light passing through the condenser lens, stops a cooling device that cools the condenser lens, and discharges smoke in the laser processing head on the laser light incident side. To prevent contamination in the optical axis. 前記レンズ焼損検出信号により、集光レンズに対してレーザ光入射側のレーザ加工ヘッド内を密閉することを特徴とする請求項1記載のレーザ加工装置における光軸内汚染防止方法。   2. A method for preventing contamination in an optical axis in a laser processing apparatus according to claim 1, wherein the laser processing head on the laser beam incident side with respect to the condensing lens is sealed by the lens burnout detection signal. レーザ光を集光する集光レンズを内部に備えたレーザ加工ヘッドと、前記集光レンズの焼損時に集光レンズに対してレーザ光入射側のレーザ加工ヘッド内に発生した煙を検出するレンズ焼損検出装置と、前記集光レンズを通過するレーザ光の出射を停止するレーザ光遮断装置と、前記集光レンズを冷却する冷却装置と、前記レーザ光入射側のレーザ加工ヘッド内の煙を排出するガス排出装置と、前記レンズ焼損検出装置のレンズ焼損検出信号により、前記レーザ光遮断装置、前記冷却装置および前記ガス排出装置を制御せしめる制御装置と、
からなることを特徴とするレーザ加工装置における光軸内汚染防止装置。
A laser processing head having a condensing lens for condensing laser light therein, and a lens burnout for detecting smoke generated in the laser processing head on the laser beam incident side with respect to the condensing lens when the condensing lens burns out A detection device, a laser light blocking device that stops emission of laser light that passes through the condenser lens, a cooling device that cools the condenser lens, and smoke in the laser processing head on the laser light incident side is discharged. A gas discharge device, and a control device that controls the laser light blocking device, the cooling device, and the gas discharge device according to a lens burnout detection signal of the lens burnout detection device;
An optical axis contamination prevention device in a laser processing apparatus comprising:
前記レーザ加工ヘッドに、集光レンズに対してレーザ光入射側のレーザ加工ヘッド内を密閉する加工ヘッド遮断装置を備えたことを特徴とする請求項3記載のレーザ加工装置における光軸内汚染防止装置。   4. The laser processing apparatus according to claim 3, wherein the laser processing head is provided with a processing head blocking device that seals the inside of the laser processing head on the laser beam incident side with respect to the condenser lens. apparatus. 前記ガス排出装置に、粉塵除去能力が0.1μm以下の粉塵除去装置を備えたことを特徴とする請求項3又は4記載のレーザ加工装置における光軸内汚染防止装置。   5. The apparatus for preventing contamination in an optical axis in a laser processing apparatus according to claim 3, wherein the gas discharging device is provided with a dust removing device having a dust removing ability of 0.1 [mu] m or less. 請求項4、5または6のレーザ加工装置における光軸内汚染防止装置が起動したとき、汚染ガスの排気完了までの所定時間、光軸を開放しないよう警報を発し、その警報は所定時間経過しなければ解除不可能であり、更に、自動または手動による解除後は集光レンズの状態を表示・要求し、集光レンズの状態確認が脱着の信号で初めてなされ、状態確認の表示が消去し、一連の警報が解除することを特徴とするレーザ加工機の事故処理方法。   When the anti-pollution device in the optical axis in the laser processing apparatus of claim 4, 5 or 6 is activated, an alarm is issued not to open the optical axis for a predetermined time until the exhaust of pollutant gas is completed, and the alarm has passed for a predetermined time. Otherwise, after the automatic or manual release, the status of the condenser lens is displayed and requested, and the status confirmation of the condenser lens is made for the first time with the removal / desorption signal, and the status confirmation display is erased, A laser beam machine accident handling method, wherein a series of alarms are released.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013133415A1 (en) * 2012-03-09 2013-09-12 株式会社トヨコー Laser irradiation device, laser irradiation system, and method for removing coating or adhering matter
WO2016143083A1 (en) * 2015-03-10 2016-09-15 技術研究組合次世代3D積層造形技術総合開発機構 Optical processing head, optical processing device, and control method and control program therefor

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013133415A1 (en) * 2012-03-09 2013-09-12 株式会社トヨコー Laser irradiation device, laser irradiation system, and method for removing coating or adhering matter
US9868179B2 (en) 2012-03-09 2018-01-16 TOYOKOH, Co., Ltd. Laser irradiation device, laser irradiation system, and method for removing coating or adhering matter
US11135681B2 (en) 2012-03-09 2021-10-05 TOYOKOH, Co., Ltd. Laser irradiation device, laser irradiation system, and method for removing coating or adhering matter
WO2016143083A1 (en) * 2015-03-10 2016-09-15 技術研究組合次世代3D積層造形技術総合開発機構 Optical processing head, optical processing device, and control method and control program therefor
JP6050519B1 (en) * 2015-03-10 2016-12-21 技術研究組合次世代3D積層造形技術総合開発機構 Optical processing head, optical processing apparatus, control method thereof, and control program
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