JP2016022497A - 焼損検出装置およびレーザ加工機 - Google Patents

Abstract

【課題】容易で安価に蛇腹の焼損を検出することができる焼損検出装置を得ること。
【解決手段】焼損検出装置が、レーザ光の伝送光路を覆う蛇腹２の外側に配置されるとともにレーザ光が蛇腹２に照射されて蛇腹２が焼損すると溶損する可燃性導電体２５Ａと、可燃性導電体２５Ａに流れる電流値を測定する電流測定部と、電流値の検出結果に基づいて、蛇腹２が焼損したか否かを判定する判定部と、を備え、蛇腹２を保持する吊具２０を蛇腹２の伸縮方向に移動できるように吊り下げるスライドガイド２２に対し、可燃性導電体２５Ａが取り付けられている。
【選択図】図４

Description

本発明は、レーザ光の伝送光路に配置された蛇腹の焼損を検出する焼損検出装置およびレーザ加工機に関する。

レーザ加工機が伝播するレーザ光の伝送光路は、焦点合わせ等のために伝送光路長を可変構造にする必要がある。このため、レーザ加工機では、伸縮可能な筒状の蛇腹が伝送光路を囲繞するように配置されている。また、上記蛇腹は、大気中の塵埃の伝送光路内の侵入を防止するとともに、作業者にレーザ光が照射されることを防止する。

このようなレーザ加工機のレーザ光は、必ずしも直線的な伝送光路を経るとは限らず、発散または散乱によって蛇腹の内側に照射されて蛇腹が焼損する場合がある。この原因としては、レーザ加工機が有する各軸の駆動によって伝送光路内に塵埃が侵入してレーザ光と衝突すること、伝送光路上の集光レンズまたは反射ミラーに塵埃が付着して散乱が生じることなどがあげられる。

蛇腹が焼損すると、蛇腹に穴が空くので、この穴から伝送光路に塵埃などが侵入する。この結果、伝送光路上のレーザ光が散乱されるので、良好な加工を行うことができなくなる。このようなレーザ光の散乱状態が続くと、加工不良品を生産し続けることになるので、早急に加工を停止する必要がある。このため、蛇腹の焼損を検出できるよう、蛇腹の内表面、外表面、または外側シートと内側シートとの間に可燃性導電体を設けておく方法がある（例えば、特許文献１参照）。

特開平１０−２７２５８８号公報

しかしながら、上記従来技術では、可燃性導電体と蛇腹とが一緒に折りたたまれることおよび広げられることが行われるので、可燃性導電体の曲げに起因する疲労断線の恐れがあった。また、可燃性導電体の曲げに起因して抵抗値が増大し、この結果、蛇腹の焼損が誤検出される場合があった、また、上記従来技術では、レーザ加工機に取り付け済みの蛇腹に対して、可燃性導電体を後付けする場合に、手間がかかっていた。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、容易に可燃性導電体を取り付けることができるとともに可燃性導電体の長寿命化を図ることができる焼損検出装置およびレーザ加工機を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の焼損検出装置は、レーザ光の伝送光路を覆う蛇腹の外側に配置されて、前記蛇腹が焼損すると溶損する可燃性導電体と、前記可燃性導電体に流れる電流値を測定する電流測定部と、前記電流値の検出結果に基づいて、前記蛇腹が焼損したか否かを判定する判定部と、を備え、前記蛇腹を保持する吊具を前記蛇腹の伸縮方向に移動できるように吊り下げるスライドガイドに対し、前記可燃性導電体が取り付けられていることを特徴とする。

本発明によれば、スライドガイドに対して可燃性導電体が取り付けられているので容易に可燃性導電体を取り付けることができるとともに可燃性導電体の長寿命化を図ることが可能になるという効果を奏する。

図１は、本発明の実施の形態に係るレーザ加工機の構成を示す図である。 図２は、レーザ加工機の伝送光路を説明するための図である。 図３は、レーザ光停止制御機構の構成を示す図である。 図４は、実施の形態１に係る焼損検出センサをＹ軸方向から見た場合の側面図である。 図５は、実施の形態１に係る焼損検出センサをＸ軸方向から見た場合の側面図である。 図６は、吊具とスライドガイドの形状を説明するための図である。 図７は、可燃性導電体の形状を示す図である。 図８は、焼損検出センサの構成を示す図である。 図９は、実施の形態２に係る焼損検出センサをＹ軸方向から見た場合の側面図である。 図１０は、実施の形態２に係る焼損検出センサをＸ軸方向から見た場合の側面図である。 図１１は、実施の形態３に係る焼損検出センサの概略構成を説明するための図である。 図１２は、実施の形態３に係る焼損検出センサをＹ軸方向から見た場合の側面図である。 図１３は、実施の形態３に係る焼損検出センサをＸ軸方向から見た場合の側面図である。 図１４は、可燃性導電体の巻き取り機構を説明するための図である。

以下に、本発明に係る焼損検出装置およびレーザ加工機の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、これらの実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態に係るレーザ加工機の構成を示す図である。図１では、レーザ加工機１の構成例を斜視図として示している。レーザ加工機１では、レーザ光の伝送光路上に、伸縮可能な筒状の図１には図示しない蛇腹が配置されている。そして、蛇腹の外側に可燃性導電体が配置され、この可燃性導電体を用いて蛇腹の焼損が検出される。

レーザ加工機１は、ベッド５１上に設けられたワークテーブル５２と、左右のコラム５４，５５間に水平に掛け渡されたスライドガイド２２上にＹ軸方向に移動可能に設けられたＹ軸ユニット５８と、を有している。

また、レーザ加工機１は、スライドガイド２２にＸ軸方向に移動可能に設けられたＸ軸ユニット５７と、Ｘ軸ユニット５７にＺ軸方向に移動可能に設けられたＺ軸ユニット５９と、を有している。さらに、レーザ加工機１は、Ｚ軸ユニット５９に取り付けられた加工ヘッド４０と、コンピュータ式の加工制御装置６５とを有している。

加工制御装置６５は、マンマシンインタフェースとして、操作盤６２Ａ、ＣＲＴ等の画面表示部６２Ｂを具備している。ワークテーブル５２、Ｙ軸ユニット５８、Ｚ軸ユニット５９は、それぞれ、図示省略のＸ軸サーボモータ、Ｙ軸サーボモータ、Ｚ軸サーボモータによって駆動され、加工制御装置６５からの各軸指令によって位置制御される。

レーザ加工機１は、後述するレーザ発振器３０を備えており、レーザ発振器３０から出力されたレーザ光を、蛇腹内の伝送光路に沿って伝播させて被加工物であるワークＷ上へ導く。

図２は、レーザ加工機の伝送光路を説明するための図である。レーザ加工機１は、レーザ発振器３０、レーザ発振制御部３５、ＰＲ（Partial Reflection）ミラー４２、ベンドミラー４３、ビーム最適化ユニット４４、ベンドミラー４５、蛇腹２、焼損検出装置１０、加工ヘッド４０を備えている。そして、加工ヘッド４０内には、ベンドミラー４６、加工レンズ４７が配置されている。

レーザ発振器３０は、ＣＯ２レーザなどのレーザ光Ｌａをビーム光として発振させる装置であり、レーザ加工の際にはレーザ出力を種々変化させながらレーザ光Ｌａを出射する。

ＰＲミラー４２は、レーザ発振器３０が出射するレーザ光Ｌａを部分反射させてベンドミラー４３へ導く。ベンドミラー４３は、ＰＲミラー４２から送られてくるレーザ光Ｌａのビーム角度を変えてビーム最適化ユニット４４へ導く。

ビーム最適化ユニット４４は、ベンドミラー４３から送られてくるレーザ光Ｌａのビーム径を調整してベンドミラー４５へ送る。ベンドミラー４５，４６は、ビーム角度変化用のミラーである。ベンドミラー４５は、ビーム最適化ユニット４４から送られてくるレーザ光Ｌａのビーム角度を水平方向に偏光し、蛇腹２を介してベンドミラー４６に送る。ベンドミラー４６は、ベンドミラー４５から送られてくるレーザ光Ｌａのビーム角度を垂直下方に偏向して加工レンズ４７に送る。ベンドミラー４５とベンドミラー４６の間には、偏光を変化させる図示しないミラーが装着されている。

加工レンズ４７は、ベンドミラー４６からのレーザ光Ｌａを小さなスポット径に集光してワークＷに照射する。ワークＷは、ワークテーブル５２上に載置されており、このワークテーブル５２上でレーザ加工される。

レーザ加工機１には、ベンドミラー４５とベンドミラー４６との間の伝送光路に、レーザ光Ｌａの光軸に沿って伝送光路の周辺を囲うよう形成された筒状の蛇腹２が配設されている。蛇腹２は、伝送光路の環境を外気から遮断することによって伝送光路を外気の加工屑等から保護する機能を有している。

蛇腹２は、伝送光路の光軸と同じ方向に伸縮可能な筒状の部材で構成されており、伝送光路を囲繞するように配置されている。蛇腹２は、例えば、外表層が合成皮革シート材等を用いて形成され、内表層が難燃性シート材等を用いたラミネート構造体を用いて形成されている。この構成により、蛇腹２は、伝送光路の位置および方向に応じて、その形状が変更される。ワークＷにレーザ光Ｌａが照射される際には、蛇腹２の内部をレーザ光Ｌａが通過する。

本実施の形態のレーザ加工機１は、蛇腹２の焼損を検出した場合に、レーザ光Ｌａの出力を停止させる機能である後述のレーザ光停止制御機構５を有している。ここで、レーザ光停止制御機構５の構成について説明する。

図３は、レーザ光停止制御機構の構成を示す図である。レーザ光停止制御機構５は、蛇腹２、焼損検出装置１０、消火装置７１、警報部７２、レーザ発振制御部３５、レーザ発振器３０を有している。焼損検出装置１０は、蛇腹２の焼損などを検出する装置であり、蛇腹２よりも外側に配置されている。焼損検出装置１０は、焼損検出センサ１１Ａ、電流測定部１２、電源１３、ビーム照射判定部１５を備えている。

焼損検出センサ１１Ａは、蛇腹２の焼損を検出するセンサである。焼損検出センサ１１Ａは、例えば蛇腹２が炭化したことを検出することによって、蛇腹２の焼損を検出する。焼損検出センサ１１Ａは、蛇腹２の外側であって、蛇腹２の焼損を検出できる位置に配置されている。焼損検出センサ１１Ａは、例えば、蛇腹２の上面部側、側面部側、底面部側などに配置されている。焼損検出センサ１１Ａは、可燃性導電体を用いて構成されている。この可燃性導電体は、蛇腹２が焼損した場合に、その熱で溶損する導体である。

焼損検出センサ１１Ａ、電源１３、電流測定部１２は、直列接続されている。電源１３は、この直列接続された回路に電圧を印加する。電流測定部１２は、焼損検出センサ１１Ａの可燃性導電体に流れている電流を測定することによって焼損検出センサ１１Ａの導通状態を測定する。電流測定部１２は、測定結果である電流検出値をビーム照射判定部１５に出力する。なお、電流測定部１２は、電流検出値をそのままビーム照射判定部１５に出力してもよいし、電流検出値に対応する情報をビーム照射判定部１５に出力してもよい。

ビーム照射判定部１５は、電流測定部１２からの電流検出値に基づいて、蛇腹２にレーザ光Ｌａが照射されているか否かを判定する。このとき、ビーム照射判定部１５は、可燃性導電体の導通状態に基づいて、可燃性導電体の断線状態を判定し、可燃性導電体の断線状態に基づいて、蛇腹２にレーザ光Ｌａが照射されているか否かを判定する。

具体的には、ビーム照射判定部１５は、焼損検出センサ１１Ａに流れている電流値と、比較基準としての閾値とを比較する。そして、ビーム照射判定部１５は、焼損検出センサ１１Ａに流れている電流値が比較基準としての閾値よりも小さい場合に、蛇腹２にレーザ光Ｌａが照射されていると判定する。

ビーム照射判定部１５は、電流検出値が第１の閾値よりも小さい場合に、警報部７２に警報出力の指示を送る。また、ビーム照射判定部１５は、電流検出値が、第２の閾値よりも小さい場合に、レーザ発振制御部３５にレーザ光Ｌａの出力停止指示を送る。また、ビーム照射判定部１５は、電流検出値が、第３の閾値よりも小さい場合に、消火装置７１に消火の指示を送る。このように、ビーム照射判定部１５は、蛇腹２にレーザ光Ｌａが照射されていると判定した場合には、アラーム信号として、電流検出値に対応する指示を出力する。

警報部７２は、蛇腹２にレーザ光Ｌａが照射されていることを示す警報を出力する。警報部７２は、音声またはランプなどの何れの方法によって警報を出力してもよい。消火装置７１は、蛇腹２の焼損箇所に消炎剤などを吹き付けることによって蛇腹２の消火を実行する。

なお、ビーム照射判定部１５は、電流検出値に基づいて、焼損検出センサ１１Ａの抵抗値を算出してもよい。この場合、ビーム照射判定部１５は、算出した抵抗値に基づいて、蛇腹２にレーザ光Ｌａが照射されているか否かを判定する。また、ビーム照射判定部１５は、算出した抵抗値の大きさに応じた指示を、レーザ発振制御部３５、警報部７２、消火装置７１に出力する。

レーザ発振制御部３５は、加工制御装置６５内に配置されており、レーザ発振器３０の制御を行う。レーザ発振制御部３５は、ビーム照射判定部１５から出力停止指示を受けると、レーザ発振器３０にレーザ光Ｌａの出力を停止させる。レーザ発振器３０は、レーザ発振制御部３５からの指示に従ってレーザ光Ｌａの出力と停止を行う。

図４は、実施の形態１に係る焼損検出センサをＹ軸方向から見た場合の側面図であり、図５は、実施の形態１に係る焼損検出センサをＸ軸方向から見た場合の側面図である。蛇腹２においては、ＸＺ平面と平行な面が蛇腹２の側面部であり、ＹＺ平面と平行な面が開口部である。換言すると、蛇腹２は、ＸＺ平面に平行な方向に配置された２つの側面部と、ＸＹ平面に平行な方向に配置された上面部および底面部とで囲われるとともに、ＹＺ平面と平行な面が開口している。

焼損検出センサ１１Ａは、蛇腹２の上部側に設けられたスライドガイド２２の底面部に着脱自在に取り付けられている。換言すると、焼損検出センサ１１Ａは、蛇腹２に対して分離可能なように構成されている。

焼損検出センサ１１Ａは、絶縁樹脂２４、可燃性導電体２５Ａ、導体押さえとしての押当部２６を備えている。焼損検出センサ１１Ａでは、絶縁樹脂２４の底面部側に可燃性導電体２５Ａが貼着され、可燃性導電体２５Ａの底面部側に押当部２６が配置されている。押当部２６は、可燃性導電体２５Ａを覆うとともに、可燃性導電体２５Ａを絶縁樹脂２４に固定する。この構成により、可燃性導電体２５Ａは、絶縁樹脂２４と押当部２６とで挟み込まれている。そして、絶縁樹脂２４の上面がスライドガイド２２の底面に貼り付けられている。

接続端子２７，２８は、可燃性導電体２５Ａに接続されている。また、接続端子２７は、電流測定部１２に接続されており、接続端子２８は、電源１３に接続されている。押当部２６は、フッ素樹脂などを用いて構成された絶縁体であり、可燃性導電体２５Ａは、低融点合金などである。焼損検出センサ１１Ａは、スライドガイド２２の底面部の寸法および形状に応じた寸法および形状のものが配置される。

吊具２０は、その側面部および底面部で蛇腹２を保持するとともに、上部がスライドガイド２２から吊り下げられている。スライドガイド２２には、複数の吊具２０が配置されており、複数の吊具２０によって蛇腹２を保持している。吊具２０の上部は、スライドガイド２２上をレーザ光Ｌａの光軸方向であるＸ軸方向に移動可能なように構成されている。

具体的には、吊具２０の上部には、スライドガイド２２に吊り下げ可能なフック部が設けられており、このフック部がスライドガイド２２上を移動する。この構成により、吊具２０は、蛇腹２の伸縮に従ってスライドガイド２２上を移動する。焼損検出センサ１１Ａでは、電源１３に電源が投入されることによって、可燃性導電体２５Ａが通電状態となる。

図６は、吊具とスライドガイドの形状を説明するための図である。図６では、吊具２０とスライドガイド２２と蛇腹２の斜視図を示している。スライドガイド２２には、Ｘ軸方向に伸びる２本のレール２３が設けられている。また、吊具２０には、フック部１８が設けられている。フック部１８は、レール２３に載せられてレール２３上を移動する。また、吊具２０には、蛇腹２を側面部および底面部で保持する枠部１９が設けられている。蛇腹２がＸ軸方向に伸縮する際には、フック部１８がレール２３上を移動する。

図７は、可燃性導電体の形状を示す図である。図８は、焼損検出センサの構成を示す図である。図７では、絶縁樹脂２４を裏面側から見た場合の可燃性導電体２５Ａの形状を示している。なお、図７では、押当部２６および接続端子２７，２８の図示を省略している。

可燃性導電体２５Ａは、可燃性および導電性を有した１〜複数本の線状部材を用いて形成されており、絶縁樹脂２４上に配置されている。可燃性導電体２５Ａでは、各線状部材がＸ軸方向に平行に並ぶよう配置されている。そして、各線状部材は、１組の接続端子２７，２８によって並列接続されている。焼損検出センサ１１Ａは、押当部２６が絶縁樹脂２４上で可燃性導電体２５Ａを覆うように配置されることによって構成されている。

なお、可燃性導電体２５Ａの線状部材と同数の接続端子２７，２８の組を、焼損検出センサ１１Ａに設けてもよい。この場合、１つの線状部材と１組の接続端子２７，２８とが１対１で接続される。さらに、各接続端子２７が電流測定部１２に接続され、各接続端子２８が電源１３に接続される。

この構成の場合、電流測定部１２では、各線状部材の電流を検出し、線状部材毎の検出結果をビーム照射判定部１５に送る。これにより、ビーム照射判定部１５では、線状部材毎に蛇腹２にレーザ光Ｌａが照射されているか否かを判定する。ビーム照射判定部１５は、可燃性導電体２５Ａのうち溶損によって破断した本数を計測することで、蛇腹２の焼損の度合いを検出することができる。なお、各線状部材を直列接続したうえで、接続端子２７，２８に接続してもよい。

レーザ加工機１においてレーザ光Ｌａの出力が開始されると、レーザ光Ｌａは、蛇腹２内を通過してワークＷまで送られる。レーザ光Ｌａの出力中に、レーザ光Ｌａが蛇腹２に照射されると、蛇腹２は焼損する。蛇腹２が焼損すると、焼損時の熱又は炎は蛇腹２の上面まで到達する。この熱又は炎によって可燃性導電体２５Ａが溶損する。

この結果、可燃性導電体２５Ａを流れる電流値が低下するので、電流測定部１２によって検出される電流値が閾値以下となる。これにより、焼損検出装置１０は、蛇腹２の焼損を検出する。

具体的には、電流測定部１２が、焼損検出センサ１１Ａに流れている電流を測定することによって焼損検出センサ１１Ａの導通状態を測定する。電流測定部１２は、測定結果である電流検出値をビーム照射判定部１５に送る。

これにより、ビーム照射判定部１５は、電流検出値に基づいて、蛇腹２の焼損度合いを判定する。ビーム照射判定部１５は、電流検出値の大きさに応じて、警報部７２、消火装置７１、レーザ発振制御部３５に指示を出力する。

ビーム照射判定部１５へは、予め第１〜第３の閾値を設定しておく。第１の閾値は、第２の閾値よりも大きな値であり、第２の閾値は、第３の閾値よりも大きな値である。電流測定部１２から送られてきた電流検出値が第１の閾値よりも小さく且つ第２の閾値以上である第１段階では、ビーム照射判定部１５は、警報部７２に警報出力の指示を送る。

また、電流測定部１２から送られてきた電流検出値が第２の閾値よりも小さく且つ第３の閾値以上である第２段階では、ビーム照射判定部１５は、警報部７２に警報出力の指示を送るとともに、レーザ発振制御部３５にレーザ光Ｌａの出力停止指示を送る。

また、電流測定部１２から送られてきた電流検出値が第３の閾値よりも小さい第３段階では、ビーム照射判定部１５は、警報部７２に警報出力の指示を送り、レーザ発振制御部３５にレーザ光Ｌａの出力停止指示を送り、消火装置７１に消火の指示を送る。これにより、電流検出値の大きさに応じて、レーザ加工機１では、レーザ光Ｌａの出力停止、警報の出力、消火処理などが実行される。なお、ビーム照射判定部１５は、溶損によって破断した可燃性導電体２５Ａの線状部材の本数に基づいて、上記第１〜第３段階を判別してもよい。

本実施の形態の焼損検出装置１０は、蛇腹２の外部に配置可能なように構成されている。このため、焼損検出装置１０は、蛇腹焼損検出機能を実装していないレーザ加工機に対しても容易に後付け実装することができる。また、可燃性導電体２５Ａを蛇腹２に織り込む必要がないので、安価に焼損検出装置１０を作製することが可能となる。

蛇腹焼損検出機能を実装していないレーザ加工機の場合、ハードウェア以外にもソフトウェアの更新も必要となる。一方、蛇腹焼損検出機能を実装しているレーザ加工機の場合には、ハードウェアを後付するだけで蛇腹２の焼損を検出することが可能となる。

なお、蛇腹２および焼損検出装置１０は、Ｘ軸方向の伝送光路と、Ｙ軸方向の伝送光路との両方に配置されてもよいし、何れか一方に配置されてもよい。また、焼損検出装置１０は、Ｚ軸方向の伝送光路に配置されておいてもよい。

また、レーザ加工機１は、警報部７２を備えていなくてもよい。この場合、ビーム照射判定部１５は、警報部７２に、電流検出値に対応する指示を出力しなくてもよい。また、レーザ加工機１は、消火装置７１を備えていなくてもよい。この場合、ビーム照射判定部１５は、消火装置７１に、電流検出値に対応する指示を出力しなくてもよい。

このように実施の形態１によれば、焼損検出センサ１１Ａが、蛇腹２の上部側に設けられたスライドガイド２２の底面部に配置されている。これにより、蛇腹２が伸縮を繰り返した場合であっても、可燃性導電体２５Ａの断線防止と抵抗値増大による焼損の誤検出防止とが可能となる。したがって、可燃性導電体２５Ａの長寿命化を図りつつ蛇腹２の焼損を正確に検出することが可能になる。また、焼損検出センサ１１Ａは、蛇腹２に対して分離可能なように構成されているので、焼損検出センサ１１Ａをレーザ加工機に容易に取り付けることが可能になる。

また、焼損検出センサ１１Ａには、複数本の線状部材からなる可燃性導電体２５Ａが配置されているので、蛇腹２の焼損を正確に検出することが可能となる。また、焼損検出装置１０は、蛇腹２の外部に配置されるので、蛇腹２に容易に後付けすることができる。また、可燃性導電体２５Ａが蛇腹２と干渉して断線することを防止できる。また、軸駆動に伴う蛇腹２の伸縮によって可燃性導電体２５Ａの抵抗値が変化することを防止できる。

実施の形態２．
つぎに、図９および図１０を用いてこの発明の実施の形態２について説明する。実施の形態２では、スライドガイド２２の上部側に焼損検出センサを配置するとともに、スライドガイド２２の上部側から蛇腹２の側面部側まで、焼損検出センサを延ばしておく。換言すると、焼損検出センサは、スライドガイド２２の上方と、蛇腹２の側方とに配置される。

図９は、実施の形態２に係る焼損検出センサをＹ軸方向から見た場合の側面図であり、図１０は、実施の形態２に係る焼損検出センサをＸ軸方向から見た場合の側面図である。なお、図９および図１０の各構成要素のうち図４および図５に示す実施の形態１の焼損検出センサ１１Ａと同一機能を達成する構成要素については同一符号を付しており、重複する説明は省略する。また、図９では、吊具２０の図示を省略している。

焼損検出センサ１１Ｂは、絶縁樹脂２４、可燃性導電体２５Ｂ、押当部２６を備えている。焼損検出センサ１１Ｂでは、焼損検出センサ１１Ａと同様に、可燃性導電体２５Ｂが絶縁樹脂２４と押当部２６とで挟み込まれている。

焼損検出センサ１１Ｂでは、蛇腹２の上部を包囲する絶縁樹脂２４の内側に可燃性導電体２５Ｂが貼着され、可燃性導電体２５Ｂの上から押当部２６で可燃性導電体２５Ｂが覆われて可燃性導電体２５Ｂが絶縁樹脂２４に固定されている。

スライドガイド２２の上部には、センサ支持部６６が設けられている。そして、センサ支持部６６が焼損検出センサ１１Ｂを支えている。焼損検出センサ１１Ｂは、スライドガイド２２の上部を覆うことによって蛇腹２の上部を覆っている。また、焼損検出センサ１１Ｂは、蛇腹２の側部およびスライドガイド２２の側部を覆っている。

具体的には、焼損検出センサ１１Ｂは、蛇腹２のうちのＸ軸方向に伸びるＸＺ平面と、蛇腹２の上面であるＸＹ平面とを覆っている。焼損検出センサ１１Ｂは、蛇腹２のうちの一方のＸＺ平面のみを覆ってもよいし、両方のＸＺ平面を覆ってもよい。また、焼損検出センサ１１Ｂは、蛇腹２のＸＺ平面のうち、一部のみを覆ってもよいし、全部を覆ってもよい。

Ｚ軸ユニット５９および加工ヘッド４０は、蛇腹２と同軸上に配置されていてもよいし、蛇腹２とは異なる軸上に配置されていてもよい。例えば、Ｚ軸ユニット５９および加工ヘッド４０のＹ軸方向の領域は、図１０の蛇腹２のＹ軸方向の領域内に収まるよう配置される場合と、図１０の蛇腹２のＹ軸方向の領域からはみ出すよう配置される場合がある。

焼損検出センサ１１Ｂは、Ｚ軸ユニット５９および加工ヘッド４０がＸ軸方向に移動した場合に、Ｚ軸ユニット５９および加工ヘッド４０と衝突しない位置に配置しておく。例えば、図１０において、Ｚ軸ユニット５９および加工ヘッド４０が、蛇腹２の右側面部からはみ出すような場合には、焼損検出センサ１１Ｂの右側の側面部が、焼損検出センサ１１Ｂに衝突しないよう配置される。また、図１０において、Ｚ軸ユニット５９および加工ヘッド４０が、蛇腹２の左側面部からはみ出すような場合には、焼損検出センサ１１Ｂの左側の側面部が、焼損検出センサ１１Ｂに衝突しないよう配置される。

また、焼損検出センサ１１Ｂは、蛇腹２のうちのＸ軸方向に伸びるＸＹ平面である底面部を覆ってもよい。この場合、焼損検出センサ１１Ｂは、蛇腹２の底面部のうち、一部のみを覆ってもよいし、全部を覆ってもよい。この場合も、焼損検出センサ１１Ｂは、Ｚ軸ユニット５９および加工ヘッド４０がＸ軸方向に移動した場合に、Ｚ軸ユニット５９および加工ヘッド４０と衝突しない位置に配置しておく。なお、本実施形態では、焼損検出センサ１１Ｂが蛇腹２の側面部を覆う場合について説明したが、焼損検出センサ１１Ｂは、蛇腹２の側面部を覆わなくてもよい。

このように実施の形態２によれば、スライドガイド２２よりも上部に配置されたセンサ支持部６６によって焼損検出センサ１１Ｂを支持しているので、焼損検出センサ１１Ｂを蛇腹２の上面と平行なＸＹ平面内に大きく配置することができる。また、センサ支持部６６によって焼損検出センサ１１Ｂを支持しているので、焼損検出センサ１１Ｂは、蛇腹２の側面部を覆うことが可能となる。したがって、広範囲に渡って蛇腹２の焼損を検出することが可能となる。また、レーザ加工機１に対して容易に焼損検出センサ１１Ｂを取り付けることができるとともに可燃性導電体２５Ｂの長寿命化を図ることが可能になる。

実施の形態３．
つぎに、図１１〜図１４を用いてこの発明の実施の形態３について説明する。実施の形態３では、巻き取り式の焼損検出センサを蛇腹２に沿って配置しておき、蛇腹２の伸縮に追従するよう焼損検出センサの巻き取りと送り出しを行う。

図１１は、実施の形態３に係る焼損検出センサの概略構成を説明するための図である。図１１では、蛇腹２と実施の形態３に係る焼損検出センサ１１Ｄの概略構成を斜視図で示している。

焼損検出センサ１１Ｄは、蛇腹２に沿って巻き取りおよび送り出しが可能なように構成されている。焼損検出センサ１１Ｄは、例えば、蛇腹２のうちＸＺ平面に伸びる側面部に沿って配置されている。なお、図１１ではＸＺ平面に平行な面に配置された焼損検出センサ１１Ｄを図示しているが、焼損検出センサ１１Ｄは、ＸＹ平面に平行な面である蛇腹２の上面部または底面部に沿って配置されてもよい。

焼損検出センサ１１Ｄは、絶縁樹脂２４、可燃性導電体２５Ｄ、押当部２６、難燃素材２９を備えている。焼損検出センサ１１Ｄでは、難燃素材２９の中央に絶縁樹脂２４が貼着され、絶縁樹脂２４の上側から可燃性導電体２５Ｄが貼着されている。そして、可燃性導電体２５Ｄの上側から押当部２６が可燃性導電体２５Ｄを絶縁樹脂２４に押し当てている。

この構成により、可燃性導電体２５Ｄは、押当部２６で覆われて、押当部２６と絶縁樹脂２４との間に挟み込まれるとともに、難燃素材２９に固定されている。なお、図１１では、絶縁樹脂２４、可燃性導電体２５Ｄ、押当部２６、難燃素材２９を同じ大きさで図示しているが、それぞれの大きさは何れの大きさでもよい。

焼損検出センサ１１Ｄの巻き取り軸であるゼンマイ６１は、例えば、蛇腹２のＸ軸方向の端部のうち加工ヘッド４０の配置されていない側の端部に配置される。焼損検出センサ１１Ｄは、加工ヘッド４０に衝突しない位置に配置される。なお、焼損検出センサ１１Ｄの巻き取り軸は、蛇腹２のＸ軸方向の端部のうち加工ヘッド４０が配置されている側の端部に配置されてもよい。

蛇腹２が縮む際には、焼損検出センサ１１Ｄが、ゼンマイ６１によって巻き取られ、蛇腹２が伸びる際には、焼損検出センサ１１Ｄが、ゼンマイ６１によって送り出される。これにより、蛇腹２の伸縮に追従して、焼損検出センサ１１Ｄが蛇腹２の側面部を覆うように焼損検出センサ１１Ｄの巻き取りと送り出しが行われる。

図１２は、実施の形態３に係る焼損検出センサをＹ軸方向から見た場合の側面図であり、図１３は、実施の形態３に係る焼損検出センサをＸ軸方向から見た場合の側面図である。なお、図１２および図１３の各構成要素のうち図４および図５に示す実施の形態１の焼損検出センサ１１Ａと同一機能を達成する構成要素については同一符号を付しており、重複する説明は省略する。また、図１２では、吊具２０の図示を省略している。

焼損検出センサ１１Ｄは、蛇腹２の側面部側と上面部側とに配置されている。なお、図１２および図１３では、焼損検出センサ１１Ｄが３つである場合を示しているが、蛇腹２の外部に配置される焼損検出センサ１１Ｄは、１つ又は２つであってもよいし、４つ以上であってもよい。また、図１２および図１３では、焼損検出センサ１１Ｄのうち押当部２６の図示を省略している。

蛇腹２の上部側には、スライドガイド２２が配置されている。そして、Ｘ軸方向に伸縮する蛇腹２の端部のうち、加工ヘッド４０が配置されていない側の端部に焼損検出センサ１１Ｄの巻き取り機構が配置されている。

本実施の形態のレーザ加工機１は、焼損検出センサ１１Ｄを支持する支持棒６９Ａ〜６９Ｃと、支持棒６９Ａ，６９Ｂをスライドガイド２２に固定するガイド固定部６８と、焼損検出センサ１１Ｄを蛇腹２の図示しない伸縮駆動部に固定する蛇腹固定部６７Ａ〜６７Ｃとを備えている。伸縮駆動部および蛇腹固定部６７Ａ〜６７Ｃは、蛇腹２のＸ軸方向の一方の端部に配置されている。

ガイド固定部６８は、スライドガイド２２のＸ軸方向の一方の端部で、スライドガイド２２に固定されている。以下では、Ｘ軸方向に配置されたスライドガイド２２および蛇腹２のうち、加工ヘッド４０が配置されている側の端部をヘッド側端部という。また、Ｘ軸方向に配置されたスライドガイド２２および蛇腹２のうち、加工ヘッド４０が配置されていない側の端部を反対側端部という。

支持棒６９Ａ，６９Ｂは、Ｚ軸方向に柱軸を有した棒状部材を用いて形成されており、支持棒６９Ｃは、Ｙ軸方向に柱軸を有した棒状部材を用いて形成されている。支持棒６９Ａ，６９Ｂは、ガイド固定部６８の下方でガイド固定部６８に固定されている。また、支持棒６９Ｃは、スライドガイド２２の下方で支持棒６９Ａ，６９Ｂに固定されている。

焼損検出センサ１１Ｄのうち第１の焼損検出センサ１１Ｄは、支持棒６９Ａによって支持されたゼンマイ６１を用いて巻き取りと送り出しが行われる。第１の焼損検出センサ１１Ｄは、ゼンマイ６１から送り出されることによって、ＸＺ平面上に広げられる。

焼損検出センサ１１Ｄのうち第２の焼損検出センサ１１Ｄは、支持棒６９Ｂによって支持されたゼンマイ６１を用いて巻き取りと送り出しが行われる。第２の焼損検出センサ１１Ｄは、ゼンマイ６１から送り出されることによって、ＸＺ平面上に広げられる。

焼損検出センサ１１Ｄのうち第３の焼損検出センサ１１Ｄは、支持棒６９Ｃによって支持されたゼンマイ６１を用いて巻き取りと送り出しが行われる。第３の焼損検出センサ１１Ｄは、ゼンマイ６１から送り出されることによって、ＸＹ平面上に広げられる。

蛇腹固定部６７Ａ〜６７Ｃは、蛇腹２の反対側端部に配置されており、第１〜第３の焼損検出センサ１１Ｄを蛇腹２の伸縮駆動部に固定している。蛇腹固定部６７Ａは、第１の焼損検出センサ１１Ｄを蛇腹２の伸縮駆動部に固定し、蛇腹固定部６７Ｂは、第２の焼損検出センサ１１Ｄを蛇腹２の伸縮駆動部に固定している。また、蛇腹固定部６７Ｃは、第３の焼損検出センサ１１Ｄを蛇腹２の伸縮駆動部に固定している。

焼損検出センサ１１Ｄは、例えば、ゼンマイ仕掛けを利用して巻き取りと送り出しが行われる。焼損検出センサ１１Ｄでは、ゼンマイ仕掛けを用いた巻取り動作に追従するため、導電性物質の粉末を溶媒に溶融させて形成した柔軟性のある可燃性導電体２５Ｄが用いられる。

図１４は、可燃性導電体の巻き取り機構を説明するための図である。図１４では、焼損検出センサ１１Ｄの断面図を示している。焼損検出センサ１１Ｄの中心部には、ゼンマイ６１が配置されている。

第１の焼損検出センサ１１Ｄでは、ゼンマイ６１が支持棒６９Ａによって挟持されている。同様に、第２の焼損検出センサ１１Ｄでは、ゼンマイ６１が支持棒６９Ｂによって挟持され、第３の焼損検出センサ１１Ｄでは、ゼンマイ６１が支持棒６９Ｃによって挟持されている。

第１〜第３の焼損検出センサ１１Ｄでは、それぞれ、難燃素材２９がゼンマイ６１と蛇腹固定部６７Ａ〜６７Ｃとの間で引っ張られた状態が維持されている。そして、蛇腹２が縮む場合には、各難燃素材２９がゼンマイ６１によって巻き取られ、蛇腹２が伸びる場合には、各難燃素材２９がゼンマイ６１によって送り出される。これにより、各焼損検出センサ１１Ｄは、蛇腹２の伸縮に対しゼンマイ６１の張力によって追従している。

なお、焼損検出センサ１１Ｄが巻き取られる方向は、押当部２６が難燃素材２９よりも内側になる巻き取り方向であってもよい。また、焼損検出センサ１１Ｄは、蛇腹２の底面部側に配置されてもよい。

このように実施の形態３によれば、巻き取り式の焼損検出センサ１１Ｄを蛇腹２に沿って配置しておき、蛇腹２の伸縮に追従するよう焼損検出センサ１１Ｄの巻き取りと送り出しを行っているので、レーザ加工機１に対して容易に焼損検出センサ１１Ｄを取り付けることができるとともに可燃性導電体２５Ｄの長寿命化を図ることが可能になる。

なお、実施の形態１〜３で説明した発明を組み合せてもよい。例えば、蛇腹２の上面部近傍に可燃性導電体２５Ａを配置し、蛇腹２の側面部近傍に可燃性導電体２５Ｄを配置してもよい。

以上のように、本発明に係る焼損検出装置およびレーザ加工機は、蛇腹の焼損検出に適している。

１ レーザ加工機、２ 蛇腹、５ レーザ光停止制御機構、１０ 焼損検出装置、１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｄ 焼損検出センサ、１２ 電流測定部、１３ 電源、１５ ビーム照射判定部、２０ 吊具、２２ スライドガイド、２４ 絶縁樹脂、２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｄ 可燃性導電体、２６ 押当部、２９ 難燃素材、３０ レーザ発振器、３５ レーザ発振制御部、４０ 加工ヘッド、６１ ゼンマイ、６７Ａ〜６７Ｃ 蛇腹固定部、６９Ａ〜６９Ｃ 支持棒、７１ 消火装置、７２ 警報部。

Claims (13)

1. レーザ光の伝送光路を覆う蛇腹の外側に配置されて、前記蛇腹が焼損すると溶損する可燃性導電体と、
   前記可燃性導電体に流れる電流値を測定する電流測定部と、
   前記電流値の検出結果に基づいて、前記蛇腹が焼損したか否かを判定する判定部と、
   を備え、
   前記蛇腹を保持する吊具を前記蛇腹の伸縮方向に移動できるように吊り下げるスライドガイドに対し、前記可燃性導電体が取り付けられていることを特徴とする焼損検出装置。
2. 前記可燃性導電体は、前記スライドガイドのうちの前記蛇腹に対向する面である底面に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の焼損検出装置。
3. 前記可燃性導電体は、前記スライドガイドの上部に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の焼損検出装置。
4. 前記可燃性導電体は、前記スライドガイドの上部から前記蛇腹の側面部まで延ばし設けられていることを特徴とする請求項３に記載の焼損検出装置。
5. 前記可燃性導電体は、複数本の線状部材を有し、
   前記線状部材は、前記蛇腹の伸縮方向に平行な方向に並べられていることを特徴とする請求項１に記載の焼損検出装置。
6. レーザ光の伝送光路を覆う蛇腹の外側に配置されて、前記蛇腹が焼損すると溶損する可燃性導電体と、
   前記可燃性導電体に流れる電流値を測定する電流測定部と、
   前記電流値の検出結果に基づいて、前記蛇腹が焼損したか否かを判定する判定部と、
   前記蛇腹の伸縮に追従して前記可燃性導電体の巻き取りおよび送り出しを行う巻き取り部と、
   を備え、
   前記可燃性導電体は、前記蛇腹の伸縮方向に沿って配置され、
   前記巻き取り部は、前記蛇腹の伸縮方向に沿って配置された前記可燃性導電体を巻き取るとともに、前記可燃性導電体が前記蛇腹の伸縮方向に沿って広がるよう前記可燃性導電体を送り出すことを特徴とする焼損検出装置。
7. 前記巻き取り部は、前記蛇腹の伸縮方向の一方の端部に配置されていることを特徴とする請求項６に記載の焼損検出装置。
8. 前記巻き取り部および前記可燃性導電体は、前記蛇腹の上面、前記蛇腹の底面または前記蛇腹の伸縮方向に延びる側面に配置されていることを特徴とする請求項６に記載の焼損検出装置。
9. 前記判定部は、前記電流値の検出結果に基づいて前記焼損の度合いを判定し、判定結果に対応する指示を外部出力する請求項１または６に記載の焼損検出装置。
10. レーザ光の伝送光路を覆う蛇腹の外側に配置されて、前記蛇腹の焼損を検出する焼損検出装置と、
    前記レーザ光の出力を制御する制御部と、
    を有し、
    前記焼損検出装置は、
    前記蛇腹の外側に配置されて前記蛇腹が焼損すると溶損する可燃性導電体と、
    前記可燃性導電体に流れる電流値を測定する電流測定部と、
    前記電流値の検出結果に基づいて、前記蛇腹が焼損したか否かを判定する判定部と、
    を備え、
    前記制御部は、前記判定部によって前記蛇腹が焼損したと判定された場合に、前記レーザ光の出力を停止させ、
    前記可燃性導電体は、前記蛇腹を保持する吊具を前記蛇腹の伸縮方向に移動できるように吊り下げるスライドガイドに対して取り付けられていることを特徴とするレーザ加工機。
11. レーザ光の伝送光路を覆う蛇腹の外側に配置されて、前記蛇腹の焼損を検出する焼損検出装置と、
    前記レーザ光の出力を制御する制御部と、
    を有し、
    前記焼損検出装置は、
    前記蛇腹の外側に配置されて前記蛇腹が焼損すると溶損する可燃性導電体と、
    前記可燃性導電体に流れる電流値を測定する電流測定部と、
    前記電流値の検出結果に基づいて、前記蛇腹が焼損したか否かを判定する判定部と、
    前記蛇腹の伸縮に追従して前記可燃性導電体の巻き取りおよび送り出しを行う巻き取り部と、
    を備え、
    前記制御部は、前記判定部によって前記蛇腹が焼損したと判定された場合に、前記レーザ光の出力を停止させ、
    前記可燃性導電体は、前記蛇腹の伸縮方向に沿って配置され、
    前記巻き取り部は、前記蛇腹の伸縮方向に沿って配置された前記可燃性導電体を巻き取るとともに、前記可燃性導電体が前記蛇腹の伸縮方向に沿って広がるよう前記可燃性導電体を送り出すことを特徴とするレーザ加工機。
12. 警報を出力する警報部をさらに有し、
    前記警報部は、前記判定部によって前記蛇腹が焼損したと判定された場合に、前記警報を出力することを特徴とする請求項１０または１１に記載のレーザ加工機。
13. 前記蛇腹の消火を実行する消火装置をさらに有し、
    前記消火装置は、前記判定部によって前記蛇腹が焼損したと判定された場合に、前記消火を実行することを特徴とする請求項１０または１１に記載のレーザ加工機。
    

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