JP2012094556A - Gas laser oscillation device and gas laser processing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は主として板金切断、溶接などの用途に用いられるガスレーザ発振装置およびガスレーザ加工機に関するものである。 The present invention relates to a gas laser oscillation device and a gas laser processing machine which are mainly used for sheet metal cutting and welding.
図5に従来の軸流型ガスレーザ発振装置の概略構成の一例を示す。以下、図5を参照しながら従来の軸流型ガスレーザ発振装置を説明する。 FIG. 5 shows an example of a schematic configuration of a conventional axial flow type gas laser oscillation apparatus. Hereinafter, a conventional axial gas laser oscillator will be described with reference to FIG.
この図に於いて、901はガラスなどの誘電体よりなる放電管であり、902、903は前記放電管周辺に設けられた電極である。904は前記電極に接続された電源である。905は前記電極902、903間に挟まれた放電管901内の放電空間である。906は全反射鏡、907は部分反射鏡であり、この全反射鏡906、部分反射鏡907は前記放電空間905の両端に固定配置され、光共振器を形成している。908は前記部分反射鏡907より出力されるレーザビームである。矢印909はレーザガス流を示しており、軸流型ガスレーザ発振装置の中を循環している。910はレーザガス流路であり、911および912は放電空間905における放電と送風機の運転により温度上昇したレーザガスの温度を下げるための熱交換機、913はレーザガスを循環させるための送風手段であり、この送風手段913により放電空間905にて約100m/sec程度のガス流を得ている。レーザガス流路910と放電管1は、レーザガス導入部914で接続されている。
In this figure,
図6は従来の板金切断レーザ加工機の概略構成の一例を示す。以下、図6を参照しながら従来のレーザ加工機を説明する。 FIG. 6 shows an example of a schematic configuration of a conventional sheet metal cutting laser processing machine. Hereinafter, a conventional laser beam machine will be described with reference to FIG.
この図に於いて、レーザビーム908は、反射鏡915にて反射され、ワーク916近傍へ導かれる。レーザビーム908は、トーチ917内部に備えられた集光レンズ918によって高密度のエネルギビームに集光され、ワーク916に照射され、切断加工が行われる。ワーク916は加工テーブル919上に固定されており、X軸モータ920あるいはY軸モータ921によって、トーチ917はワーク916に対して相対的に移動する事で、所定の形状の加工が行われる。
In this figure, the
以上が従来のガスレーザ発振装置およびガスレーザ加工機の構成である。次にその動作について説明する。 The above is the configuration of the conventional gas laser oscillation device and gas laser processing machine. Next, the operation will be described.
送風手段913より送り出されたレーザガスは、レーザガス流路910を通り、レーザガス導入部914より放電管901内へ導入される。この状態で電源904に接続された電極902、903から放電空間5に放電を発生させる。放電空間905内のレーザガスは、この放電エネルギーを得て励起され、その励起されたレーザガスは全反射鏡906および部分反射鏡907により形成された光共振器で共振状態となり、部分反射鏡907からレーザビーム908が出力される。このレーザビーム908がレーザ加工等の用途に用いられる。
The laser gas sent out from the
図7は従来の送風手段の構成例である。モータロータ922は回転軸923と結合され、回転軸923の先端に翼車924が備えられている。モータロータ922と同軸にモータステータ926が配置され、モータステータ926は支持部材925に固定されている。モータステータ926へ外部より交流電力が供給されると、発生した回転磁界によりモータロータ922が回転し、回転軸923を介して翼車924を回転させる。翼車924の回転によりレーザガス流909が発生する。
FIG. 7 shows a configuration example of a conventional blowing means. The
回転軸923は上下2箇所に配置された軸受928によって回転可能な状態で支持されている。軸受928は回転軸923と結合されている。送風手段913の構成は回転部と非回転部とに分けられ、回転部は前記モータロータ922、回転軸923、翼車924および軸受928から構成されている。
The rotating
軸受928の外周は非回転部である支持部材925と結合されている。軸受928には、潤滑のためグリス929が封入されている。
The outer periphery of the
なお、軸受の潤滑に関する従来技術の一例としては、軸受近傍にグリス補給および回収手段を設けたものがある(例えば特許文献1を参照)。
しかしながら、上記の従来技術に係るガスレーザ発振装置は、下記課題を有している。 However, the gas laser oscillation device according to the above prior art has the following problems.
ガスレーザ発振装置において、送風手段913はユーザ先での定期交換部品の一つである。送風手段913の中で最も寿命が短い部品が軸受928であり、軸受928の寿命はグリス929の量に依存する。一般的にグリス929は揮発性の物質であるため、経時的にグリス929は減少していく。グリスが減少すると、潤滑性能が低下し、軸受928の消耗が進行し、寿命に至ることになる。
In the gas laser oscillation device, the air blowing means 913 is one of the regular replacement parts at the user's site. The bearing 928 has the shortest life in the
本来であれば軸受928へ適宜グリスを補給出来れば寿命を延長する事が可能となるが、ユーザの現場で実施する事は困難である。あるいは軸受のみを交換すれば送風手段913は機能を回復するが、軸受928を外すためには送風手段913全体を交換することになる。そのためユーザにとって、送風手段913全体の交換費用を負担する必要があり、定期点検費用のコスト上昇を招いていた。
Originally, if grease can be appropriately supplied to the bearing 928, it is possible to extend the life, but it is difficult to implement at the user's site. Alternatively, if only the bearing is replaced, the blowing means 913 recovers its function, but in order to remove the
すなわち軸受928の寿命延長により、送風手段913交換頻度を減らし、定期点検費用の低減が大きな課題となっていた。 That is, due to the extension of the life of the bearing 928, the replacement frequency of the air blowing means 913 has been reduced, and the reduction of the periodic inspection cost has been a major issue.
また、特許文献1に示されるような技術では、送風手段の使用程度に応じた経時的なグリスの減少には対応できないものである。 Further, the technique as disclosed in Patent Document 1 cannot cope with the decrease in grease over time according to the degree of use of the air blowing means.
上記問題点を解決するために、本発明のガスレーザ発振装置は、レーザ媒体としてのレーザガスを励起する放電手段と、レーザガスを送風する送風手段と、前記放電手段と前記送風手段との間のレーザガスの循環経路を形成するレーザガス経路とを備えたガスレーザ発振装置であって、前記送風手段が、先端に翼車部を設けた回転軸と、前記回転軸を回転させる駆動部と、前記回転軸に結合された複数の軸受と、前記軸受に封入されたグリスと、前記軸受にグリスを補給するグリス補給機構と、前記軸受に封入されたグリス量を直接もしくは間接的に検出するグリス量検出手段を備え、グリス量に応じて補給を行う事を特徴とするものである。 In order to solve the above problems, a gas laser oscillation apparatus of the present invention includes a discharge unit that excites laser gas as a laser medium, a blower unit that blows laser gas, and a laser gas between the discharge unit and the blower unit. A gas laser oscillating device comprising a laser gas path forming a circulation path, wherein the blower means is coupled to a rotating shaft provided with an impeller portion at a tip thereof, a driving unit for rotating the rotating shaft, and the rotating shaft A plurality of bearings, grease sealed in the bearings, a grease supply mechanism for supplying grease to the bearings, and a grease amount detection means for directly or indirectly detecting the amount of grease sealed in the bearings. The replenishment is performed according to the amount of grease.
あるいは一定時間毎に予め定められた量のグリスを補給する事を特徴とするガスレーザ発振装置である。 Alternatively, the gas laser oscillation device is characterized in that a predetermined amount of grease is replenished every predetermined time.
本発明に示す構成により、送風手段の軸受の寿命を延長し、送風手段の交換頻度を減らし、定期点検費用を低減することが可能となる。 With the configuration shown in the present invention, it is possible to extend the life of the bearing of the air blowing means, reduce the replacement frequency of the air blowing means, and reduce the periodic inspection cost.
以下に本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
(実施の形態1)
図1に本発明の軸流型ガスレーザ発振装置の概略構成の一例を示す。
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows an example of a schematic configuration of an axial flow type gas laser oscillation apparatus of the present invention.
軸流型ガスレーザ発振装置100は、放電管101、電極102及び103、電源104、全反射鏡106、部分反射鏡107、レーザガス流路110、熱交換機111、112、送風手段113、レーザガス導入部114を、その構成として具備する。
The axial flow type gas
放電管101はガラスなどの誘電体で形成されている。電極102と電極103は放電管101周辺に設けられ、各電極102、103には電源104が接続される。そして、電極102と電極103の間に挟まれた放電管101内に放電空間105が形成される。全反射鏡106と部分反射鏡107は放電空間105の両端に固定配置され、光共振器を形成している。矢印108は部分反射鏡107より出力されるレーザビームを象徴的に表現したものである。
The
矢印109はレーザガス流を示しており、軸流型ガスレーザ発振装置の中のレーザガス流路110を循環している。熱交換機111および熱交換機112は放電空間105における放電と送風機の運転により温度上昇したレーザガスの温度を下げる。送風手段113はレーザガスを循環させるためのものであり、この送風手段113により放電空間5にて約100m/sec程度のガス流を得ている。レーザガス流路110と放電管101は、レーザガス導入部114で接続されている。
An
以上が本発明のガスレーザ発振装置100の構成である。次にその動作について説明する。
The above is the configuration of the
送風手段113より送り出されたレーザガスは、レーザガス流路110を通り、レーザガス導入部114より放電管101内へ導入される。この状態で電源104に接続された電極102、103から放電空間105に放電を発生させる。
The laser gas sent out from the blowing means 113 passes through the laser
放電空間105内のレーザガスは、この放電エネルギーを得て励起され、その励起されたレーザガスは全反射鏡106および部分反射鏡107により形成された光共振器で共振状態となり、部分反射鏡107からレーザビーム108が出力される。このレーザビーム108がレーザ加工等の用途に用いられる。
The laser gas in the
図2にレーザガス流路110内に設置された送風手段の構成の一例を詳細に示す。本図において、モータロータ122は回転軸123と結合され、回転軸123の先端に翼車124が備えられている。モータロータ122と同軸にモータステータ126が配置され、モータステータ126は支持部材125に固定されている。
FIG. 2 shows in detail an example of the configuration of the blowing means installed in the laser
支持部材125は、レーザガス流路110の外壁110aに対して送風手段113を構成する各部材を支持するものであり、レーザガス流109の流路を確保するように形成されている。
The
モータステータ126へ外部からの配線(図示せず)より交流電力が供給されると、発生した回転磁界によりモータロータ122が回転し、回転軸123を介して翼車124を回転させる。翼車124の回転によりレーザガス流109が発生する。回転軸123は上下2箇所に配置された軸受128によって回転可能な状態で支持されている。
When AC power is supplied to the
送風手段113の構成は回転部と非回転部とに分けられ、回転部は前記モータロータ122、回転軸123、翼車124および軸受128の内輪から構成されている。軸受128の内輪は回転軸123に、外輪は支持部材125へ圧入され固定されている。
The structure of the air blowing means 113 is divided into a rotating part and a non-rotating part, and the rotating part is composed of the
複数の軸受128のそれぞれに隣接してグリス補給機構130が配置されている。軸受128の中にはグリス129が封入されている。軸受128は、構造上外部との間に隙間が存在するため、その隙間を通して、経時的にグリスが揮発し、減少していく事は避けられない。グリスが減少すると潤滑性能の低下により、軸受の摩擦が増大し、発熱および振動が増大する。これを防ぐため、グリス補給機構130により、減少分のグリスを補給する構造となっている。
A
グリス補給制御装置132によってグリスの減少の検出および補給がなされる。そのためにグリス補給制御装置132とグリス補給機構130間にグリス補給路135を設ける。グリス補給の手段は各種考えられるが、一例として真空力を用いた方法を用いる。ガスレーザ発振装置において、送風手段の内部を含むガス循環経路は減圧状態にある。一方送風手段の外部は大気中である。よって送風手段の外部と内部の圧力差による真空力を用いて、内部へグリスを導入する事が可能である。
The grease
なお、グリス129の供給について異なる制御手段として、経時的なグリスの減少量を予めグリス補給制御装置132に記録しておき、運転時間に応じて所定量のグリスを軸受128へ補給する制御を行ってもよい。
As a different control means for supplying the
次に、図3は本発明の異なる実施形態の一例であり、ガスレーザ発振装置の送風手段113の構成図である。図2に対し、同一の構成要素には同じ符号をつけて説明は省略するものとする。 Next, FIG. 3 is an example of a different embodiment of the present invention, and is a configuration diagram of the air blowing means 113 of the gas laser oscillation device. With respect to FIG. 2, the same components are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
本図において、軸受128の近傍に温度センサ131が備えられており、温度センサ131およびグリス補給機構130は、共にグリス補給制御装置132に接続されている。経時的にグリスが揮発し、減少した場合の発熱による軸受温度上昇を温度センサ131で検出し、予め設定された値との比較により、グリス補給機構130へ信号を送り、軸受128へのグリス補給を行う。
In this figure, a
次に、図4は本発明の異なる実施形態の一例であり、ガスレーザ発振装置の送風手段113の構成図である。図2に対し、同一の構成要素には同じ符号をつけて説明は省略するものとする。 Next, FIG. 4 is an example of a different embodiment of the present invention, and is a configuration diagram of the air blowing means 113 of the gas laser oscillation device. With respect to FIG. 2, the same components are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
本図において、支持部材125に振動センサ133が備えられており、振動センサ133およびグリス補給機構130は、共にグリス補給制御装置132に接続されている。経時的にグリスが揮発し、減少した場合の振動増大を振動センサ133で検出し、予め設定された値との比較により、グリス補給機構130へ信号を送り、軸受128へのグリス補給を行う。
In this figure, the
なお、本実施の形態おいては、送風手段113がレーザガス流路110内に設置される例を示したが、レーザガス流路の外壁110aのうち送風手段近傍部分を装置全体に対して着脱可能にしておき、レーザガス流路の図示した部分をユニットとして設置してもよい。
In the present embodiment, the example in which the air blowing means 113 is installed in the laser
また、上記ユニット化する場合に、レーザガス流を生じさせる部材、例えば回転軸123と翼車124のみがレーザガス流路内に設置されるような形態でレーザガス流路を形成してユニット化してもよい。このようにすればグリスのレーザガスに対する影響を小さくでき、かつ、送風手段のメンテナンスの容易さを向上できる。
Further, in the case of unitization, the laser gas flow path may be formed into a unit in such a form that only members that generate a laser gas flow, for example, the
以上に示す本発明の構成により、送風手段の軸受へグリスを適宜適当量の供給を可能とし、これにより軸受の寿命を延長し、送風手段の交換頻度を減らし、定期点検費用を低減することが可能となる。 According to the configuration of the present invention described above, an appropriate amount of grease can be appropriately supplied to the bearing of the blowing means, thereby extending the life of the bearing, reducing the replacement frequency of the blowing means, and reducing the periodic inspection cost. It becomes possible.
本発明によるガスレーザ発振装置およびガスレーザ加工機は、軸受へのグリス自動補給により送風手段のメンテナンスの必要性を低減し、装置全体の定期点検費用を大幅に抑制する事が出来、コストパフォーマンスの高いガスレーザ発振装置およびガスレーザ加工機として有用である。 The gas laser oscillating device and gas laser processing machine according to the present invention can reduce the necessity of maintenance of the air blowing means by automatically replenishing grease to the bearing, greatly reduce the periodic inspection cost of the entire device, and have high cost performance. It is useful as an oscillation device and a gas laser processing machine.
100 ガスレーザ発振装置
101 放電管
102 電極
103 電極
104 電源
105 放電空間
106 全反射鏡
107 部分反射鏡
108 レーザビーム
109 レーザガス流
110 レーザガス流路
110a レーザガス流路の外壁
111 熱交換器
112 熱交換器
113 送風手段
114 レーザガス導入部
122 モータロータ
123 回転軸
124 翼車
125 支持部材
126 モータステータ
128 軸受
129 グリス
130 グリス補給機構
131 温度センサ
132 グリス補給制御装置
133 振動センサ
135 グリス補給路
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記送風手段が、先端に翼車部を設けた回転軸と、前記回転軸を回転させる駆動部と、前記回転軸に結合された複数の軸受と、前記軸受に封入されたグリスと、前記軸受にグリスを補給するグリス補給機構と、前記軸受に封入されたグリス量を直接もしくは間接的に検出するグリス量検出手段を備え、グリス量に応じて補給を行う事を特徴とするガスレーザ発振装置。 A gas laser oscillating apparatus comprising: discharge means for exciting laser gas as a laser medium; blower means for blowing laser gas; and a laser gas path forming a laser gas circulation path between the discharge means and the blower means. ,
The air blowing means includes a rotating shaft provided with an impeller portion at a tip thereof, a driving unit that rotates the rotating shaft, a plurality of bearings coupled to the rotating shaft, grease sealed in the bearing, and the bearing A gas laser oscillating apparatus comprising: a grease replenishing mechanism for replenishing grease; and a grease amount detecting means for directly or indirectly detecting the amount of grease enclosed in the bearing, and performing replenishment according to the amount of grease.
前記送風手段が、先端に翼車部を設けた回転軸と、前記回転軸を回転させる駆動部と、前記回転軸に結合された複数の軸受と、前記軸受に封入されたグリスと、前記軸受にグリスを補給するグリス補給機構を備え、一定時間毎に予め定められた量のグリスを補給する事を特徴とするガスレーザ発振装置。 A gas laser oscillating apparatus comprising: discharge means for exciting laser gas as a laser medium; blower means for blowing laser gas; and a laser gas path forming a laser gas circulation path between the discharge means and the blower means. ,
The air blowing means includes a rotating shaft provided with an impeller portion at a tip thereof, a driving unit that rotates the rotating shaft, a plurality of bearings coupled to the rotating shaft, grease sealed in the bearing, and the bearing A gas laser oscillation apparatus comprising a grease replenishing mechanism for replenishing grease, and replenishing a predetermined amount of grease every predetermined time.
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