JP2014104489A - Laser processing device and dust collection method for laser processing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、被加工物にレーザ光を照射して被加工物を加工するレーザ加工において、被加工物へのレーザ光の照射によって副次物として生じる加工塵を、効率的に集塵することができるレーザ加工装置およびレーザ加工装置の集塵方法に関する。 The present invention efficiently collects processing dust generated as a by-product by irradiating a workpiece with laser light in laser processing in which the workpiece is irradiated with laser light to process the workpiece. The present invention relates to a laser processing apparatus capable of performing the same and a dust collection method for the laser processing apparatus.
従来技術のレーザ加工装置およびその集塵方法は、被加工物のレーザ照射位置直近にエアブローノズルおよび集塵ノズルを配置し、レーザ照射を行う加工中に、エアブローおよび集塵吸引を行って、副次物として生じる加工塵などの粉塵を除去している(たとえば、特許文献1および2参照)。 In the prior art laser processing apparatus and dust collection method, an air blow nozzle and a dust collection nozzle are arranged in the vicinity of the laser irradiation position of the workpiece, and during the laser irradiation processing, air blow and dust collection suction are performed. Dust such as processed dust generated as a next product is removed (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
従来からレーザ加工には、レーザ光の照射位置を一点に固定して、被加工物を照射位置に対して移動させて加工を行う被加工物移動型レーザ加工装置と、レーザ光をXY方向に走査して、固定された被加工物に対して加工を行うレーザ光走査型レーザ加工装置とがある。 Conventionally, in laser processing, a workpiece moving type laser processing apparatus that fixes a laser beam irradiation position at one point and moves the workpiece relative to the irradiation position to perform processing, and a laser beam in the XY direction. There is a laser beam scanning laser processing apparatus that scans and processes a fixed workpiece.
被加工物移動型レーザ加工装置は、被加工物を移動させればよいので、加工ステージのサイズを設計することによって、任意の大きさの加工が実現できる。しかしながら、加工スピードは、加工ステージの移動速度に依存し、一般的には数メートル/秒程度である。 Since the workpiece moving type laser machining apparatus only needs to move the workpiece, machining of an arbitrary size can be realized by designing the size of the machining stage. However, the processing speed depends on the moving speed of the processing stage, and is generally about several meters / second.
前記レーザ光走査型レーザ加工装置は、被加工物は動かさずに、レーザ光をXY方向に振って所望の加工を行うが、加工サイズは加工精度と走査可能角度との兼ね合いとなり、一般的に数十ミクロンメートル程度の精度が必要な場合では、200mm×200mm程度が上限となる。しかしながら、レーザ光走査に使用するガルバノミラーに代表される走査速度は、数十メートル/秒であり、高速加工を実現することができる。 The laser beam scanning laser processing apparatus performs desired processing by moving the laser beam in the X and Y directions without moving the workpiece, but the processing size is a balance between processing accuracy and scannable angle. When an accuracy of about several tens of micrometers is required, the upper limit is about 200 mm × 200 mm. However, the scanning speed represented by the galvanometer mirror used for laser beam scanning is several tens of meters / second, and high-speed processing can be realized.
また、被加工物移動型レーザ加工装置は、レーザ照射位置が一定であるので、前述の集塵に関わるエアブローノズルおよび集塵ノズルをレーザ照射位置の直近に配置することができ、それだけでも効率的に集塵することができると考えられる。 In addition, since the workpiece moving type laser processing apparatus has a constant laser irradiation position, the air blow nozzle and the dust collection nozzle related to the dust collection described above can be arranged in the immediate vicinity of the laser irradiation position. It is thought that it can collect dust.
しかしながら、レーザ光走査型レーザ加工装置は、レーザ照射位置が前述したように、200mm×200mm程度と広いため、この照射領域内には、エアブローノズルおよび集塵ノズルを設けることができず、照射領域を避けて、集塵ノズルを設置する必要がある。 However, since the laser beam scanning type laser processing apparatus has a wide laser irradiation position of about 200 mm × 200 mm as described above, an air blow nozzle and a dust collection nozzle cannot be provided in the irradiation region, and the irradiation region It is necessary to install a dust collection nozzle.
そのため、集塵ノズルは、前記集塵ノズルの開口部近傍から照射領域内の流体を吸い込み、加工塵などのパーティクルとも呼ばれる粉塵が発生しても、発生個所の流体を直ちに吸い込むとは限らず、効率的に粉塵を除去することができないという問題点がある。 Therefore, the dust collecting nozzle sucks the fluid in the irradiation area from the vicinity of the opening of the dust collecting nozzle, and even if dust called particles such as processed dust is generated, the dust collecting nozzle does not always suck the fluid immediately at the generated place, There is a problem that dust cannot be removed efficiently.
前述の特許文献1に記載される従来技術は、レーザ照射位置が一定のレーザ装置に関するものである。この場合、照射領域の近傍にエアブローノズルおよび集塵ノズルを設置することができるが、レーザ光走査型レーザ加工装置の場合、照射領域内には、エアブローノズルおよび集塵ノズルを設置することができないため、照射領域から離れた場所に設置することになり、充分な集塵性能を発揮することは困難である。また、被加工物に対してブローを行うと、ブローしたガスを漏らさないように吸入することができないと、逆に粉塵を巻き上げてしまい、効果的に集塵することができず、粉塵が被加工物に残ったままとなり、装置内および後続する処理を行なう次装置を汚損してしまう。したがって、被加工物上の充分な粉塵の除去ができずに残着したまま、被加工物が装置外に搬出されることになり、レーザ加工の次の工程で粉塵に起因する種々のトラブルが発生する要因となる。また、この種々のトラブルを未然に防ぐためには、次工程の前に、粉塵が残着した被洗浄物を洗浄するための洗浄装置を設置する必要がある。 The prior art described in Patent Document 1 described above relates to a laser device having a fixed laser irradiation position. In this case, an air blow nozzle and a dust collection nozzle can be installed in the vicinity of the irradiation area, but in the case of a laser beam scanning type laser processing apparatus, an air blow nozzle and a dust collection nozzle cannot be installed in the irradiation area. For this reason, it is installed in a place away from the irradiation region, and it is difficult to exhibit sufficient dust collection performance. In addition, when the work is blown, if the blown gas cannot be sucked so as not to leak, the dust is conversely wound up and cannot be collected effectively. It remains on the workpiece and fouls the inside of the device and the next device that performs subsequent processing. Therefore, the work piece is transported out of the apparatus while remaining in a state where sufficient dust cannot be removed from the work piece, and various troubles caused by dust occur in the next process of laser processing. It becomes a factor to occur. Moreover, in order to prevent these various troubles, it is necessary to install a cleaning device for cleaning an object to be cleaned on which dust remains, before the next step.
前述の特許文献2に記載される従来技術においては、照射領域を囲う壁面、レーザ光の透過を許容する窓部によって、照射領域全体が覆われている。さらに、底部に設けられた開口部の周囲からエアを噴出させたエアカーテンを形成している。このような構成を設けることによって、集塵性能を向上させることが可能となりことが提案されている。
In the prior art described in
しかしながら、前記特許文献2に記載される従来技術では、照射領域全体を覆う必要があるため、レーザ光の入射部に窓部を設ける必要があり、窓材の透過率の分、レーザ光が減衰し、加工能力が低下してしまう。また、レーザ光走査型レーザ加工装置においては、F−θレンズと被加工物との間に、窓部を構成する窓材が存在すると、その屈折率差によって、レーザ描画位置にずれが発生し、特に照射領域の外側での精度が低下してしまい、レーザ描画位置の高精度の補正が必要になるという問題がある。
However, in the prior art described in
本発明の目的は、レーザ光走査型レーザ加工装置において、照射領域を遮ることなく、効果的に発生した粉塵を吸引し、照射領域外への粉塵の流出を低減し、被加工物の汚損や装置内部の汚損を防止することができるレーザ加工装置およびレーザ加工装置の集塵方法を提供することである。 An object of the present invention is to absorb effectively generated dust without blocking an irradiation area in a laser beam scanning laser processing apparatus, reduce outflow of dust to the outside of the irradiation area, It is an object of the present invention to provide a laser processing apparatus and a dust collection method for the laser processing apparatus that can prevent contamination inside the apparatus.
本発明は、被加工物が載置される載置テーブルと、
前記載置テーブルの上方に配設され、前記載置テーブルに載置される被加工物にレーザ光を照射するレーザ照射部と、
前記載置テーブルと前記レーザ照射部との間のレーザ光が通過する照射領域の流体を、吸引するための集塵ノズルであって、
前記照射領域を外囲するように配設される筒状の第1壁部と、
前記第1壁部を外囲するように配設される筒状の第2壁部と、
前記第1壁部の上端部および前記第2壁部の上端部の間を塞ぎ、前記第1壁部と前記第2壁部との間に下方に開口した環状流路を形成する第3壁部と、
前記環状流路内を吸引する吸引部と、を有する集塵ノズルと、
前記載置テーブルに設けられ、前記載置テーブルに載置される前記被加工物の外周縁の外側の近傍位置から前記集塵ノズルに向けてパージガスを噴射するパージガス噴射ノズルと、を備えることを特徴とするレーザ加工装置である。
The present invention includes a placing table on which a workpiece is placed;
A laser irradiation unit that is disposed above the mounting table and that irradiates a workpiece placed on the mounting table with a laser beam;
A dust collection nozzle for sucking a fluid in an irradiation region through which laser light passes between the mounting table and the laser irradiation unit,
A cylindrical first wall disposed so as to surround the irradiation region;
A cylindrical second wall disposed so as to surround the first wall;
A third wall that closes between the upper end portion of the first wall portion and the upper end portion of the second wall portion and forms an annular flow path that opens downward between the first wall portion and the second wall portion. And
A dust collecting nozzle having a suction part for sucking the inside of the annular flow path;
A purge gas injection nozzle that is provided on the mounting table and that injects a purge gas toward the dust collection nozzle from a position near the outer periphery of the workpiece placed on the mounting table. This is a featured laser processing apparatus.
また本発明は、前記レーザ加工装置を用いて被加工物をレーザ加工する際に発生する粉塵を集塵するレーザ加工装置の集塵方法であって、
前記載置テーブルに載置した被加工物を、前記パージガス噴射ノズルからのパージガスを供給しながらレーザ加工する工程と、
前記レーザ加工の終了後に、前記パージガス噴射ノズルからのパージガスを止めて、前記集塵ノズルに前記照射領域の外側で流体を吸引させながら、前記載置テーブルに次の被加工物を載置する工程と、を含むことを特徴とするレーザ加工装置の集塵方法である。
The present invention is also a dust collection method of a laser processing apparatus for collecting dust generated when laser processing a workpiece using the laser processing apparatus,
Laser processing the workpiece placed on the placing table while supplying the purge gas from the purge gas injection nozzle;
After the laser processing is finished, the purge gas from the purge gas injection nozzle is stopped, and the next workpiece is placed on the mounting table while the dust collecting nozzle sucks the fluid outside the irradiation region. And a dust collecting method for a laser processing apparatus.
本発明によれば、レーザ光走査型レーザ加工装置において、照射領域を遮ることなく、載置テーブルの被加工物の外周縁の外側の近傍位置から噴出されたパージガスによって、エアカーテンを形成し、照射領域の外側への粉塵の漏洩を防止すると共に、被加工物上の流体を引き込み、効果的に発生した粉塵を吸引し、排出することができる。また、集塵ノズル上部からもエアを引き込み、ダウンフローを形成することができ、集塵ノズル上部から、照射領域外への粉塵の流出を低減し、被加工物の汚損や装置内部の汚損を防止することができる。 According to the present invention, in the laser beam scanning laser processing apparatus, the air curtain is formed by the purge gas ejected from a position near the outer periphery of the outer peripheral edge of the work piece of the mounting table without blocking the irradiation region, While preventing the leakage of the dust to the outside of the irradiation area, the fluid on the workpiece can be drawn in, and the effectively generated dust can be sucked and discharged. In addition, air can be drawn in from the upper part of the dust collection nozzle to form a down flow, reducing the outflow of dust from the upper part of the dust collection nozzle to the outside of the irradiation area, and preventing contamination of the work piece and internal contamination of the device. Can be prevented.
また、第2壁部を第1壁部よりも下方へ延長することによって、照射領域外からのエア吸入をし難くすると共に、パージガス噴射ノズルから噴出されたパージガスを第2壁部に沿わせて流しやすくすることができ、エアカーテンを効果的に形成することができる。これによって、照射領域外側への粉塵の漏洩防止を効果的に行うことができ、被加工物の汚損や装置内部の汚損を防止することができる。 In addition, by extending the second wall portion downward from the first wall portion, it is difficult to suck air from outside the irradiation region, and the purge gas ejected from the purge gas injection nozzle is made to follow the second wall portion. It can be made easy to flow, and an air curtain can be formed effectively. Thereby, it is possible to effectively prevent the leakage of dust to the outside of the irradiation area, and it is possible to prevent the workpiece from being stained and the inside of the apparatus from being damaged.
また、環状流路内の流体は、内部に設けた整流板によって、環状流路内で整流され、均等に吸引することが可能となり、照射領域全周にわたり均一吸引することができるため、照射領域外側への粉塵の漏洩防止を効果的に行うことができ、被加工物の汚損や装置内部の汚損を防止することができる。 In addition, the fluid in the annular channel is rectified in the annular channel by the rectifying plate provided inside, and can be sucked evenly, and can be uniformly sucked over the entire circumference of the irradiation region. It is possible to effectively prevent the leakage of dust to the outside, and to prevent the workpiece from being stained and the inside of the apparatus from being damaged.
また、パージガス噴射ノズルからのエアパージが停止している間は、エアカーテンがなくなるため、集塵ノズルは、照射領域外の流体も吸引することができ、捕集しきれず照射領域外に漏れ出した粉塵があったとしても、ここで吸引することができ、装置内部の汚損を防止することができる。また、エアカーテンがなくなることで、被加工物の載置テーブルへ載置を邪魔することがなくなる。 In addition, while the air purge from the purge gas injection nozzle is stopped, the air curtain disappears, so the dust collection nozzle can suck fluid outside the irradiation area and leaks out of the irradiation area without being collected. Even if there is dust, it can be sucked here, and contamination inside the apparatus can be prevented. Further, since the air curtain is eliminated, it is possible to prevent the workpiece from being placed on the placement table.
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。当然ながら、本発明はこれのみに限定されるものではなく、この実施形態に記載されている構成は、特に限定的な記載がない限り、この発明の範囲をこれのみに限定する趣旨ではなく、例示に過ぎない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Of course, the present invention is not limited to this, and the configuration described in the present embodiment is not intended to limit the scope of the present invention to this unless otherwise specified. It is only an example.
(実施形態1)
(レーザ加工装置の構成例)
図1は、本発明の実施形態1のレーザ加工装置1の構成を模式的に示す断面図である。同図において、レーザ加工装置1は載置テーブル5を下側とし、レーザ光学部8を上方にして、加工処理室の床上に設置されるものとして、以下に説明する。本実施形態のレーザ加工装置1は、走査型レーザ加工装置であって、被加工物2に対して、図示しないレーザ発振器から発振されたレーザ光を、レーザ光学部8およびレーザ走査手段7を通過させて、加工用ビーム光として被加工物2に照射し、レーザ加工することができるように構成される。前記レーザ光学部8と載置テーブル5との間の、加工用ビーム光が通過する領域全体を含む空間が、照射領域9である。
(Embodiment 1)
(Configuration example of laser processing equipment)
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of a laser processing apparatus 1 according to Embodiment 1 of the present invention. In the figure, the laser processing apparatus 1 will be described below assuming that it is placed on the floor of the processing chamber with the mounting table 5 on the lower side and the laser
集塵ノズル10は、前記照射領域9へ干渉せず、さらに前記照射領域9の流体を吸引できるように、設置されている。集塵ノズル10は、筒状の第1壁部である内壁部11、筒状の第2壁部である外壁部12、および第3壁部である上壁部13によって、略環状の集塵流路14を構成する。よって、集塵ノズル10は、下方に開口する開口部である吸入口15を有している。内壁部11は、照射領域9を外囲するように配設され、外壁部12は内壁部11を外囲するように配設され、上壁部13は、内壁部11の上端部および外壁部12の上端部の間を塞ぎ、内壁部11と外壁部12との間に下方に開口した前記集塵流路14を形成する。
The
また、前述のように構成することによって、集塵ノズル10内の側部には、上側開口部16が形成され、照射領域9へ干渉することなく、設置することができる。前記集塵流路14には、図示しない集塵機へ繋がる排気口17が設けられている。なお、排気口17は、1か所でもよく、複数個設置してもよい。
Further, by configuring as described above, the
次に、被加工物2を保持する載置テーブル5について説明する。前記照射領域9の下部に載置される被加工物2は、被加工物2が動かないように、被加工物保持手段3によって保持される。被加工物保持手段3としては、たとえば、真空吸着するような吸着盤や、静電気で保持する静電チャックが挙げられる。被加工物保持手段3の下部には、加工ベース板4が設けられ、加工ベース板4には、環状のパージガス流路21が設けられると共に、パージガス流路蓋22によって覆われることで、パージガス噴射ノズル20が構成されている。
Next, the mounting table 5 that holds the
パージガス流路21には、パージガス導入口23より、パージガスが導入される。パージガス導入口23より、導入されたパージガスは、パージガス流路21で広がり、パージガス流路蓋22によって、構成されたパージガス噴射ノズル20から噴出され、エアカーテン24を形成することができる。
A purge gas is introduced into the
レーザ加工された被加工物2の加工面すなわち上面には、加工によって削られた微小な粉塵である加工塵(図示せず)が浮遊している。この粉塵を効率よく集塵すること、つまり、照射領域9の粉塵と空気との混合物である流体を吸引することが効果的である。
Processing dust (not shown), which is fine dust cut by processing, is floating on the processing surface, that is, the upper surface of the
集塵ノズル10は、走査レーザ光が通過する領域である照射領域9に干渉しないように設置されているため、集塵ノズル10のみを設置して、吸引した場合、集塵ノズル10は、吸い込み易い領域の流体を吸引することとなり、照射領域9以外の流体も吸い込んでしまい、高い捕集効果を発揮することは困難である。そのため、発生した加工塵が飛散し、被加工物2の表面へ付着したり、装置内へ堆積したりすることによって、レーザ加工装置や、次装置を汚損してしまう。
Since the
また、被加工物2に対して、直接エアブローを行うことも考えられるが、ブローしたエアを漏らさないように吸入することができないと、逆に粉塵を巻き上げ、効果的な集塵ができず、加工塵などの粉塵が装置内へ堆積することや、被加工物2に残り次装置を汚損してしまう。
In addition, it is conceivable to perform air blow directly on the
本発明では、上述の集塵ノズル10に加えて、パージガスをパージガス噴射ノズル20から噴出させ、エアカーテン24を形成することによって、照射領域9外側への加工塵などの粉塵の漏洩を防止すると共に、エアカーテン24の流れによって、被加工物2上の流体を引き込み、発生した粉塵を効率的に吸引し、排出することができる。また、集塵ノズル10の上側開口部16からもエアを引き込み、照射領域9の上側から下側へ向かうダウンフローを形成することができ、集塵ノズル10の上側開口部16から、照射領域9外への加工塵などの粉塵の流出を低減し、被加工物2の汚損や装置内部の汚損を防止することができる。なお、集塵ノズル10から吸引される流体の流量は、パージガス噴射ノズル20から噴出されるパージガス流量よりも多く設定される。
In the present invention, in addition to the
図2は、レーザ加工装置1の集塵ノズル10および載置テーブル5の構造を示す断面図である。本実施形態による集塵ノズル10においては、外壁部12は、内壁部11よりも下方へ延長されており、パージガス噴射ノズル20の噴出位置上部に外壁部12が配設されていることを特徴としている。なお、被加工物2を取出しするため、外壁部12は、被加工物2からLの隙間を有して設置される。なお、隙間Lは適宜、使用条件によって決定される。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the structure of the
前記構成によれば、外壁部12を内壁部11よりも下方へ延長することによって、照射領域9外からのエア吸入をし難くする。また、パージガス噴射ノズル20の噴出位置上部に外壁部12が配設することによって、パージガス噴射ノズル20から噴出されたパージガスは、コアンダ効果により、外壁部12に沿って流れるため、パージガスの拡散を防止し、エアカーテンを効果的に形成することができる。これによって、照射領域9の外側への粉塵の漏洩防止を効果的に行うことができ、被加工物2の汚損や装置内部の汚損を防止することができる。
According to the above configuration, the
(実施形態2)
(集塵ノズルの他の構成例)
図3は、本発明の実施形態2のレーザ加工装置1の構成を模式的に示す断面図である。なお、前述の実施形態と対応する部分には同一の参照符を付す。本実施形態による集塵ノズル10においては、前記集塵ノズル10の集塵流路14の内部には、複数の孔18aを設けた整流板18が配設され、集塵流路14と吸入口15が分離されている。
(Embodiment 2)
(Other examples of dust collection nozzles)
FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of the laser processing apparatus 1 according to the second embodiment of the present invention. Note that the same reference numerals are given to portions corresponding to the above-described embodiment. In the
図4は、実施形態2における集塵ノズル10の構成を示す断面図である。整流板18がない場合、集塵ノズル10内部の集塵流路14における流体は、排気口17に近いほど、多くの流体が吸い込まれ、遠くなるほど吸い込まれる流体は少なくなるような流量分布が生じるため、発生した粉塵などの粉塵の捕集にばらつきが生じることとなる。そこで、本発明のように構成することによって、排気口17から集塵機へ吸い込まれる流体は、整流板18によって、流路抵抗が作用し、集塵流路14がバッファ空間として作用し、吸入口15から均等に吸引することができるようになる。これによって、照射領域9の外側への粉塵の漏洩防止を効果的に行うことができ、被加工物2の汚損や装置内部の汚損を防止することができる。
FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a configuration of the
さらに、整流板18の他の構成としては、複数枚の整流板18を設置してもよい。また、整流板18に設けられた18aは、排気口17に近い側の18aを小さくし、最も遠い側の18aを大きくするように、孔径に分布を持たせてもよく、排気流量と集塵ノズル10の大きさによって、適宜、決められるものである。
Furthermore, as another configuration of the
(実施形態3)
(集塵ノズルの他の構成例)
図5は、本発明の実施形態3のレーザ加工装置1の構成を模式的に示す断面図である。なお、前述の実施形態と対応する部分には同一の参照符を付す。本実施形態における集塵ノズル10においては、照射領域9の傾斜に沿わせた内斜壁部19が構成されている。前記内斜壁部19がない場合は、照射領域9でない領域の流体も吸引することになるとともに、上側開口部16の面積も大きくなってしまい、上側開口部16から引き込みまれたエア流速も小さくなってしまっていた。しかし、本実施形態のように構成することによって、照射領域9でない領域を、内斜壁部19によって埋めることができ、無駄な空間を排除すると共に、上側開口部16は、最も小さく構成することができるため、照射領域9内の流体をより効果的に吸引することができると共に、上側開口部16からの引き込まれるエア流速も大きくでき、レーザ走査手段7へ加工塵が舞い上がり、レンズなどの汚損を防止できる。
(Embodiment 3)
(Other examples of dust collection nozzles)
FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of the laser processing apparatus 1 according to the third embodiment of the present invention. Note that the same reference numerals are given to portions corresponding to the above-described embodiment. In the
(レーザ加工装置の動作フロー)
次に、本発明のレーザ加工装置の集塵方法に係る実施形態を説明する。
図6は本発明の一実施形態のレーザ加工装置の集塵方法を説明するためのフローチャートである。以下、図面に沿って代表的に前述の実施形態1のレーザ加工装置1によって本発明に係る集塵方法を実施した場合について説明する。なお、前述の実施形態と対応する部分には同一の参照符を付し、重複を避けて説明は省略する。
(Operation flow of laser processing equipment)
Next, an embodiment according to the dust collection method of the laser processing apparatus of the present invention will be described.
FIG. 6 is a flowchart for explaining the dust collection method of the laser processing apparatus according to the embodiment of the present invention. Hereinafter, a case where the dust collection method according to the present invention is implemented by the laser processing apparatus 1 according to the first embodiment will be described with reference to the drawings. Note that portions corresponding to those of the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted to avoid duplication.
まず、載置テーブル5へ被加工物2が載置され、照射領域9領域内へ載置される(ステップS1)。次に、集塵ノズル10が吸引しているかどうかを確認し(ステップS2)、集塵ノズル10が吸引していれば、パージガス噴射ノズル20からパージガスを噴出させる(ステップステップS3)。
First, the
なお、集塵ノズル10のON/OFFは特に定めるものではないが、排気流量など能力的に余裕があれば、常時ONしていることが望ましい。これは、エアブローにより舞い上がった粉塵である粉塵のうち、捕集しきれなかった粉塵が装置内に漂うのを防ぐためであり、常時排気していることによって、漂う粉塵量を少なくすることができる。
Note that ON / OFF of the
ここで、集塵ノズル10の吸引を確認するのは、集塵ノズル10が吸引していない場合、パージガス噴射ノズル20からのパージガスは、粉塵を巻き上げ、装置内部を汚損する可能性があるからである。そして、エアパージが開始されたところで、被加工物2をレーザ加工する(ステップS4)レーザ加工終了後、パージガス噴射ノズル20からのパージガスを停止させる(ステップS5)。
Here, the suction of the
パージガスが停止後、被加工物2は、載置テーブル5から取り出され、次の被加工物2が載置されることを繰り返す。このように構成することによって、パージガス噴射ノズル20からのエアパージが停止している間は、エアカーテン24がなくなるため、集塵ノズル10は、照射領域9外の流体も吸引することができ、捕集しきれず照射領域9外に漏れ出した粉塵があったとしても、ここで吸引することができ、装置内部の汚損を防止することができる。また、エアカーテン24がなくなることで、被加工物2の載置テーブル5へ載置を邪魔することもない。
After the purge gas is stopped, the
以上のように本発明は、被加工物2に対して、レーザ光を走査して加工を行う加工用のレーザ光を照射するレーザ照射部を備えた照射領域9と、被加工物2を載置した載置テーブル5と、照射領域9の流体を吸引する集塵ノズル10を備えたレーザ加工装置において、集塵ノズル10は、レーザ光の照射領域9を遮らない領域に設置され、照射領域9を覆う内壁部11、外壁部12および上壁部13によって形成された環状流路である集塵流路14を有するとともに、前記載置テーブル5は、被加工物2の外周縁の外側近傍位置から集塵ノズル10へ向かって、パージガスを噴出するパージガス噴射ノズル20を備える。
As described above, the present invention mounts the
このような構成によれば、レーザ光走査型レーザ加工装置1において、照射領域9を遮ることなく、載置テーブル5の被加工物2外周縁の外側近傍位置から噴出されたパージガスによって、エアカーテン24を形成し、照射領域9の外側への粉塵の漏洩を防止するとともに、被加工物2上の流体を引き込み、効果的に発生した粉塵を吸引し、排出することができる。また、環状の集塵ノズル10の上部からもエアを引き込み、ダウンフローを形成することができ、集塵ノズル10の上部から、照射領域9外への粉塵の流出を低減し、被加工物2の汚損や装置内部の汚損を防止することができる。
According to such a configuration, in the laser beam scanning laser processing apparatus 1, the air curtain is purged by the purge gas ejected from the position near the outer peripheral edge of the
よって、被加工物2を次工程の装置、たとえば検査装置などで検査する場合でも、粉塵が存在することによる検査ミスや、検査カメラのレンズの汚染を防ぐことができる。さらに、レーザ加工装置1の内部や、搬出エリアにおいても、清浄な状態に保たれるので、搬出作業で被加工物2を取り出すためのアームやピックアップツールなどの治具の汚染も未然に防ぐことができ、これによる二次汚染も防げる。
Therefore, even when the
また、前記集塵ノズル10の環状の集塵流路14を構成する外壁部12は、内壁部11よりも下方へ延長されており、パージガス噴射ノズル20の噴出位置の上方に外壁部12が配設されている。
The
このような構成によれば、外壁部12を内壁部11よりも下方へ延長することによって、照射領域9外からのエア吸入をし難くするとともに、パージガス噴射ノズル20から噴出されたパージガスを、外壁部12に沿わせて流しやすくすることができ、エアカーテン24を効果的に形成することができる。これによって、照射領域9の外側への粉塵の漏洩防止を効果的に行うことができ、被加工物2の汚損や装置内部の汚損を防止することができる。
According to such a configuration, by extending the
また、前記集塵ノズル10の集塵流路14の内部空間には、複数の孔を設けた整流板18が配設されている。
A rectifying
前記構成によらない場合、集塵流路14内の流体は、集塵機へ繋がる流路と接続しているが、その接続部に近い領域から流体は吸い込まれ易くなるが、前記構成による場合には、集塵流路14内の流体は、内部に設けた整流板18によって、集塵流路14内で整流され、均等に吸引することが可能となり、照射領域9全周にわたり均一に吸引することができるため、照射領域9の外側への粉塵の漏洩防止を効果的に行うことができ、被加工物2の汚損や装置内部の汚損を防止することができる。
If not according to the above configuration, the fluid in the
また、載置テーブル5に載置した被加工物2を、パージガス噴射ノズル20からのパージガスを供給しながらレーザ加工し、レーザ加工終了後に、パージガス噴射ノズル20からのパージガスを止めて、集塵ノズル10は、照射領域9以外の流体を吸引させながら、次の被加工物を載置することができる。
Further, the
本発明は、レーザ走査型のレーザ加工装置において、被加工物2の加工中に発生する粉塵を効果的に除去したい要求があるレーザ加工装置に対して有利に適用することができる。
The present invention can be advantageously applied to a laser scanning type laser processing apparatus that is required to effectively remove dust generated during processing of the
1 レーザ加工装置
2 被加工物
3 被加工物保持手段
4 加工ベース板
5 載置テーブル
7 レーザ走査手段
8 レーザ光学部
9 照射領域
10 集塵ノズル
11 内壁部
12 外壁部
13 上壁部
14 集塵流路
15 吸入口
16 上側開口部
17 排気口
18 整流板
19 内斜壁部
20 パージガス噴射ノズル
21 パージガス流路
22 パージガス流路蓋
23 パージガス導入口
24 エアカーテン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (4)
前記載置テーブルの上方に配設され、前記載置テーブルに載置される被加工物にレーザ光を照射するレーザ照射部と、
前記載置テーブルと前記レーザ照射部との間のレーザ光が通過する照射領域の流体を、吸引するための集塵ノズルであって、
前記照射領域を外囲するように配設される筒状の第1壁部と、
前記第1壁部を外囲するように配設される筒状の第2壁部と、
前記第1壁部の上端部および前記第2壁部の上端部の間を塞ぎ、前記第1壁部と前記第2壁部との間に下方に開口した環状流路を形成する第3壁部と、
前記環状流路内を吸引する吸引部と、を有する集塵ノズルと、
前記載置テーブルに設けられ、前記載置テーブルに載置される前記被加工物の外周縁の外側の近傍位置から前記集塵ノズルに向けてパージガスを噴射するパージガス噴射ノズルと、を備えることを特徴とするレーザ加工装置。 A mounting table on which a workpiece is mounted;
A laser irradiation unit that is disposed above the mounting table and that irradiates a workpiece placed on the mounting table with a laser beam;
A dust collection nozzle for sucking a fluid in an irradiation region through which laser light passes between the mounting table and the laser irradiation unit,
A cylindrical first wall disposed so as to surround the irradiation region;
A cylindrical second wall disposed so as to surround the first wall;
A third wall that closes between the upper end portion of the first wall portion and the upper end portion of the second wall portion and forms an annular flow path that opens downward between the first wall portion and the second wall portion. And
A dust collecting nozzle having a suction part for sucking the inside of the annular flow path;
A purge gas injection nozzle that is provided on the mounting table and that injects a purge gas toward the dust collection nozzle from a position near the outer periphery of the workpiece placed on the mounting table. A featured laser processing apparatus.
前記載置テーブルに載置した被加工物を、前記パージガス噴射ノズルからのパージガスを供給しながらレーザ加工する工程と、
前記レーザ加工の終了後に、前記パージガス噴射ノズルからのパージガスを止めて、前記集塵ノズルに前記照射領域の外側で流体を吸引させながら、前記載置テーブルに次の被加工物を載置する工程と、を含むことを特徴とするレーザ加工装置の集塵方法。 A dust collection method for a laser processing apparatus for collecting dust generated when laser processing a workpiece using the laser processing apparatus according to claim 1,
Laser processing the workpiece placed on the placing table while supplying the purge gas from the purge gas injection nozzle;
After the laser processing is finished, the purge gas from the purge gas injection nozzle is stopped, and the next workpiece is placed on the mounting table while the dust collecting nozzle sucks the fluid outside the irradiation region. And a dust collection method for a laser processing apparatus.
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-
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