JP3268052B2 - 水中レーザー加工装置 - Google Patents
水中レーザー加工装置Info
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- JP3268052B2 JP3268052B2 JP06502893A JP6502893A JP3268052B2 JP 3268052 B2 JP3268052 B2 JP 3268052B2 JP 06502893 A JP06502893 A JP 06502893A JP 6502893 A JP6502893 A JP 6502893A JP 3268052 B2 JP3268052 B2 JP 3268052B2
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/12—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in a special atmosphere, e.g. in an enclosure
- B23K26/1224—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in a special atmosphere, e.g. in an enclosure in vacuum
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は水中で直接被加工物を溶
接、切断、穴あけ、除去、その他の加工を行うことがで
きるように構成した水中レーザー加工装置に関する。
接、切断、穴あけ、除去、その他の加工を行うことがで
きるように構成した水中レーザー加工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、レーザー加工分野に使用されてい
るレーザー加工装置は、主に波長が１μｍ以上のＣ
Ｏ2 ，ＹＡＧレーザー等が使用されている。これらのレ
ーザー加工装置はレーザーの発振波長が赤外域であるた
め、水中での減衰が大きくほとんどレーザー光が水中で
は透過しない。
るレーザー加工装置は、主に波長が１μｍ以上のＣ
Ｏ2 ，ＹＡＧレーザー等が使用されている。これらのレ
ーザー加工装置はレーザーの発振波長が赤外域であるた
め、水中での減衰が大きくほとんどレーザー光が水中で
は透過しない。
【０００３】そのため、水中での加工では、例えば高圧
ガスを用いて被加工物のまわりの水を排除しながら加工
するか、または加工対象が気中に露出するまで水を抜い
た状態で加工しなければならなかった。
ガスを用いて被加工物のまわりの水を排除しながら加工
するか、または加工対象が気中に露出するまで水を抜い
た状態で加工しなければならなかった。
【０００４】また、レーザー加工装置による被加工物の
加工にあたっては、加工の促進と集光レンズを金属ヒュ
ーム，加工屑等から保護するために、各種のシールドガ
スを使用している。さらに、これらのガスを供給・排気
するために大がかりな設備を使用している。
加工にあたっては、加工の促進と集光レンズを金属ヒュ
ーム，加工屑等から保護するために、各種のシールドガ
スを使用している。さらに、これらのガスを供給・排気
するために大がかりな設備を使用している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来、水中で加工を行
うような水中専用機としてのレーザー加工装置は知られ
ていない。これまでに開示されている気中でのレーザー
加工装置は従来の技術の項で述べたごとく水を排除した
状態で加工しなければならなかった。また、水中加工で
は加工の際、発生する金属ヒューム，加工屑等の異物が
水中へ飛散することにより水を汚す恐れがある。
うような水中専用機としてのレーザー加工装置は知られ
ていない。これまでに開示されている気中でのレーザー
加工装置は従来の技術の項で述べたごとく水を排除した
状態で加工しなければならなかった。また、水中加工で
は加工の際、発生する金属ヒューム，加工屑等の異物が
水中へ飛散することにより水を汚す恐れがある。
【０００６】この結果、異物のためにレーザーパワーの
減衰をまねき正常な加工ができなくなる。さらに、水の
汚れは最悪の場合には全水量の交換を行わなければなら
なくなり、このために水廃液の処置に要する時間、費用
が膨大となるなどの課題がある。
減衰をまねき正常な加工ができなくなる。さらに、水の
汚れは最悪の場合には全水量の交換を行わなければなら
なくなり、このために水廃液の処置に要する時間、費用
が膨大となるなどの課題がある。
【０００７】本発明は上記課題を解決するためになされ
たもので、水中での透過性の優れたレーザーを使用して
水中で直接被加工物を加工し、金属ヒューム，加工屑等
の異物を除去、回収することができる水中レーザー加工
装置を提供することにある。
たもので、水中での透過性の優れたレーザーを使用して
水中で直接被加工物を加工し、金属ヒューム，加工屑等
の異物を除去、回収することができる水中レーザー加工
装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、水中に設置さ
れている被加工物に対して銅蒸気レーザーから発生しレ
ーザービームを導く光学系と、前記光学系の光路をな
し、被加工物に対するレーザービームの照射口と共に液
体の流入を許容する開口部を備えた加工ノズルと、前記
加工ノズルの前記照射口に接続するカバーと、前記カバ
ーに接続され、前記開口部から前記照射口への流体の流
れを発生する吸引ポンプと、を有することを特徴とす
る。
れている被加工物に対して銅蒸気レーザーから発生しレ
ーザービームを導く光学系と、前記光学系の光路をな
し、被加工物に対するレーザービームの照射口と共に液
体の流入を許容する開口部を備えた加工ノズルと、前記
加工ノズルの前記照射口に接続するカバーと、前記カバ
ーに接続され、前記開口部から前記照射口への流体の流
れを発生する吸引ポンプと、を有することを特徴とす
る。
【０００９】
【００１０】
【作用】本発明は、水中での透過に優れたレーザーとし
て銅蒸気レーザーまたはこのレーザーと類似の波長を有
するレーザーを用いる。また、水中の加工において被加
工物から発生する金属ヒューム，加工屑等の異物の除去
を行うために加工機先端の被加工物を相対する加工ノズ
ル内部および近傍の水を吸引，循環させる。
て銅蒸気レーザーまたはこのレーザーと類似の波長を有
するレーザーを用いる。また、水中の加工において被加
工物から発生する金属ヒューム，加工屑等の異物の除去
を行うために加工機先端の被加工物を相対する加工ノズ
ル内部および近傍の水を吸引，循環させる。
【００１１】さらに、加工ノズル内部に空気溜まりがで
きるのを防ぐためと、レーザービームの進行方向と同じ
向きの水流を発生させるために加工ノズル壁外周に穴を
開け外部の水を取り込むようにした加工ノズルを使用す
る。なお、吸引した水は循環の過程において異物のみを
フィルター等で取り除き水の浄化を行う。
きるのを防ぐためと、レーザービームの進行方向と同じ
向きの水流を発生させるために加工ノズル壁外周に穴を
開け外部の水を取り込むようにした加工ノズルを使用す
る。なお、吸引した水は循環の過程において異物のみを
フィルター等で取り除き水の浄化を行う。
【００１２】シールドガス供給・排気設備を必要としな
いで直接水中での加工が可能となり、光路上から異物、
気泡等の除去が可能となるため、レーザーパワーの減衰
を防止できる。
いで直接水中での加工が可能となり、光路上から異物、
気泡等の除去が可能となるため、レーザーパワーの減衰
を防止できる。
【００１３】また、水中加工により加工面近傍の熱的影
響を排除できるうえに、加工において被加工物から発生
する金属ヒューム，加工屑等の異物を水中へ飛散するの
を防ぎ、これらの異物を回収できることから水の汚濁を
防止することができる。
響を排除できるうえに、加工において被加工物から発生
する金属ヒューム，加工屑等の異物を水中へ飛散するの
を防ぎ、これらの異物を回収できることから水の汚濁を
防止することができる。
【００１４】
【実施例】図１から図３を参照しながら本発明に係る水
中レーザー加工装置の第１の実施例を説明する。図１は
本実施例の全体構成を一部概略的に示しており、図２は
銅蒸気レーザーの水中での透過率特性を透過率と透過距
離との関係で示しており、図３は図１の加工ノズル部分
を拡大して示している。
中レーザー加工装置の第１の実施例を説明する。図１は
本実施例の全体構成を一部概略的に示しており、図２は
銅蒸気レーザーの水中での透過率特性を透過率と透過距
離との関係で示しており、図３は図１の加工ノズル部分
を拡大して示している。
【００１５】すなわち、図１中符号１は大型水槽で、こ
の水槽１内には水２中に被加工物３が支持構造物（図示
せず）により取り付けられている。被加工物３の上面に
対向して加工ノズル４が設置されており、この加工ノズ
ル４内には集光レンズ５が取り付けられている。
の水槽１内には水２中に被加工物３が支持構造物（図示
せず）により取り付けられている。被加工物３の上面に
対向して加工ノズル４が設置されており、この加工ノズ
ル４内には集光レンズ５が取り付けられている。
【００１６】加工ノズル４には側面に開口部６が形成さ
れており、この開口部６の下方に被加工物３の上面を覆
うようにカバーとして吸引カバー７が取り付けられてい
る。吸引カバー７には吸引管８が接続している。この吸
引管８はフィルター９の入口側に接続しており、フィル
ター９の出口側は接続配管10により吸引ポンプ（以下、
ポンプと記す）11の吸引側に接続している。
れており、この開口部６の下方に被加工物３の上面を覆
うようにカバーとして吸引カバー７が取り付けられてい
る。吸引カバー７には吸引管８が接続している。この吸
引管８はフィルター９の入口側に接続しており、フィル
ター９の出口側は接続配管10により吸引ポンプ（以下、
ポンプと記す）11の吸引側に接続している。
【００１７】ポンプ11の吐出側には戻り配管12が接続さ
れ、戻り配管12の出口側開口は水槽１の上端に位置して
いる。加工ノズル４の上端には伝送光学系13が接続さ
れ、伝送光学系13は銅蒸気レーザー発振器14から出射す
る銅蒸気レーザービームを入射する入射光学系15に接続
している。銅蒸気レーザー発振器14から出射するレーザ
ービーム16は入射光学系15から伝送光学系13を経て集光
レンズ５で絞られて被加工物３を照射する。
れ、戻り配管12の出口側開口は水槽１の上端に位置して
いる。加工ノズル４の上端には伝送光学系13が接続さ
れ、伝送光学系13は銅蒸気レーザー発振器14から出射す
る銅蒸気レーザービームを入射する入射光学系15に接続
している。銅蒸気レーザー発振器14から出射するレーザ
ービーム16は入射光学系15から伝送光学系13を経て集光
レンズ５で絞られて被加工物３を照射する。
【００１８】図２は水中での加工を可能とする銅蒸気レ
ーザーの水中透過率特性を示した図である。図２は本願
発明者らの実験による結果値を示した図で、図２によれ
ば、銅蒸気レーザー発振器14の発振光である緑色光，黄
色光の透過率は水中での透過距離１ｍで約10％程度の損
失である。本実施例のごとく水中加工への適用であれば
透過距離としても数十cm程度であり、ほとんど減衰しな
いで全てのレーザーパワーを加工に使用できることが可
能であることが認められる。
ーザーの水中透過率特性を示した図である。図２は本願
発明者らの実験による結果値を示した図で、図２によれ
ば、銅蒸気レーザー発振器14の発振光である緑色光，黄
色光の透過率は水中での透過距離１ｍで約10％程度の損
失である。本実施例のごとく水中加工への適用であれば
透過距離としても数十cm程度であり、ほとんど減衰しな
いで全てのレーザーパワーを加工に使用できることが可
能であることが認められる。
【００１９】水中での透過率の優れた銅蒸気レーザー発
振器14からのレーザービームを入射光学系15において入
射させ、伝送光学系13にて被加工物３まで導光する。こ
のレーザービーム16を被加工物３に相対する先端の加工
ノズル４内に取り付けた集光レンズ５で集光させて被加
工物３の加工を行う。
振器14からのレーザービームを入射光学系15において入
射させ、伝送光学系13にて被加工物３まで導光する。こ
のレーザービーム16を被加工物３に相対する先端の加工
ノズル４内に取り付けた集光レンズ５で集光させて被加
工物３の加工を行う。
【００２０】加えて加工ノズル４は水２中に沈めたとき
加工ノズル４内に生じる空気溜まりを抜くためと、水の
流入を図るために、集光レンズ５近傍に開口部６を開
け、なおかつ加工ノズル４先端部周囲を吸引カバー７と
の二重構造とする。
加工ノズル４内に生じる空気溜まりを抜くためと、水の
流入を図るために、集光レンズ５近傍に開口部６を開
け、なおかつ加工ノズル４先端部周囲を吸引カバー７と
の二重構造とする。
【００２１】また、吸引カバー７は接続配管10とフィル
ター９とポンプ11で循環系を構成する。この循環系は加
えて加工ノズル４および吸引カバー７内の水を循環させ
フィルター９により異物の除去を行う。異物を除去した
後、再度水を戻り配管12により水槽１へ戻す。
ター９とポンプ11で循環系を構成する。この循環系は加
えて加工ノズル４および吸引カバー７内の水を循環させ
フィルター９により異物の除去を行う。異物を除去した
後、再度水を戻り配管12により水槽１へ戻す。
【００２２】図３は加工ノズル４内における水流の発生
を説明したものである。加工ノズル４内には集光レンズ
５近傍に開口部６を、また、吸引カバー７を被加工物３
に接面させた際、隙間17ができる。開口部６と隙間17と
水を循環させるためのポンプ11の作用により矢印方向に
水流１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂ，ｃ等の水流
が発生して各々別々に機能する。
を説明したものである。加工ノズル４内には集光レンズ
５近傍に開口部６を、また、吸引カバー７を被加工物３
に接面させた際、隙間17ができる。開口部６と隙間17と
水を循環させるためのポンプ11の作用により矢印方向に
水流１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂ，ｃ等の水流
が発生して各々別々に機能する。
【００２３】まず、開口部６内から流入する水流１ａ，
１ｂは集光レンズ５の表面に異物，気泡等の付着を防ぐ
機能と集光レンズ５から被加工物３までのレーザービー
ム16の光路上に異物，気泡等の混入を防いでいる。
１ｂは集光レンズ５の表面に異物，気泡等の付着を防ぐ
機能と集光レンズ５から被加工物３までのレーザービー
ム16の光路上に異物，気泡等の混入を防いでいる。
【００２４】加工ノズル４の先端部から流出する水流２
ａ，２ｂは、被加工物３の加工点近傍の熱的影響を排除
することができる上にまた、被加工物３を加工した時に
発生する金属ヒューム，加工屑等が加工ノズル４内のレ
ーザービーム16の光路上に戻ることを防ぐ役目を果たし
ている。
ａ，２ｂは、被加工物３の加工点近傍の熱的影響を排除
することができる上にまた、被加工物３を加工した時に
発生する金属ヒューム，加工屑等が加工ノズル４内のレ
ーザービーム16の光路上に戻ることを防ぐ役目を果たし
ている。
【００２５】隙間17から流入する水流３ａ，３ｂは、水
流２ａ，２ｂと同様に金属ヒューム，加工屑等の飛散を
防ぐ役目であり、吸引カバー７から流出する水流ｃは、
吸引カバー７内の金属ヒューム，加工屑等を取り除く役
目である。これら、水流の発生により加工時に発生する
異物，気泡等を常時除去できるためレーザービーム16の
散逸が防げ効率のよい加工が行える。
流２ａ，２ｂと同様に金属ヒューム，加工屑等の飛散を
防ぐ役目であり、吸引カバー７から流出する水流ｃは、
吸引カバー７内の金属ヒューム，加工屑等を取り除く役
目である。これら、水流の発生により加工時に発生する
異物，気泡等を常時除去できるためレーザービーム16の
散逸が防げ効率のよい加工が行える。
【００２６】上記第１の実施例では水２中での加工につ
いて説明したが必ずしも水２でなくてもよい。水２中と
同様な透過率を有する液体中の加工についても適用可能
である。また、本実施例では使用するレーザーとして銅
蒸気レーザーをもとに説明したきたが、必ずしも同レー
ザーに限定するものではない。例えばアルゴンレーザー
やＹＡＧレーザー第２高調波等を用いて銅蒸気レーザー
と類似の波長を有するレーザーであれば適用可能であ
る。
いて説明したが必ずしも水２でなくてもよい。水２中と
同様な透過率を有する液体中の加工についても適用可能
である。また、本実施例では使用するレーザーとして銅
蒸気レーザーをもとに説明したきたが、必ずしも同レー
ザーに限定するものではない。例えばアルゴンレーザー
やＹＡＧレーザー第２高調波等を用いて銅蒸気レーザー
と類似の波長を有するレーザーであれば適用可能であ
る。
【００２７】ＹＡＧレーザー第２高調波を銅蒸気レーザ
ーの代りに使用する場合について説明する。通常ＹＡＧ
レーザーは波長1064nmで発振するが、連続発振、繰返し
パルス発振に適し、平均出力が大きい。一般的には1064
nmの波長で使用されるが特殊な例として微細加工を行う
場合などには波長がより短い方が都合がよい。
ーの代りに使用する場合について説明する。通常ＹＡＧ
レーザーは波長1064nmで発振するが、連続発振、繰返し
パルス発振に適し、平均出力が大きい。一般的には1064
nmの波長で使用されるが特殊な例として微細加工を行う
場合などには波長がより短い方が都合がよい。
【００２８】この場合、非線形光学結晶を使用して基本
波（1064nm）の波長を１／２，１／３，１／４……と変
換する。これを各々第２高調波、第３高調波、第４高調
波……と称している。とくに第２高調波は波長が 532nm
（緑色光）となり、銅蒸気レーザーの発振波長と近くな
ることから水中レーザー加工用に適している。
波（1064nm）の波長を１／２，１／３，１／４……と変
換する。これを各々第２高調波、第３高調波、第４高調
波……と称している。とくに第２高調波は波長が 532nm
（緑色光）となり、銅蒸気レーザーの発振波長と近くな
ることから水中レーザー加工用に適している。
【００２９】さらに、伝送光学系は通常レンズ，ミラー
等の組み合わせにより移動範囲としてある程度の自由度
を持たせていたもので構成するが、これを光ファイバー
等を用いて構成するものであってもよい。
等の組み合わせにより移動範囲としてある程度の自由度
を持たせていたもので構成するが、これを光ファイバー
等を用いて構成するものであってもよい。
【００３０】この際、光ファイバー内をレーザーが伝送
するので、レーザーパワーの損失が少なからず発生する
が、この損失分の熱による光ファイバーの損傷を防ぐた
めの冷却用として水を使用し、この水を再びノズル内部
に供給し適度の水量を得るものであってもよい。
するので、レーザーパワーの損失が少なからず発生する
が、この損失分の熱による光ファイバーの損傷を防ぐた
めの冷却用として水を使用し、この水を再びノズル内部
に供給し適度の水量を得るものであってもよい。
【００３１】次に図４（ａ），（ｂ）について本発明の
第２の実施例を説明する。図４中、図３と同一部分には
同一符号を付して重複する部分の説明は省略する。図４
（ｂ）は図４（ａ）の側面図である。
第２の実施例を説明する。図４中、図３と同一部分には
同一符号を付して重複する部分の説明は省略する。図４
（ｂ）は図４（ａ）の側面図である。
【００３２】この第２の実施例が第１の実施例と異なる
点は吸引カバー７の下端部に複数の流入口18を設けたこ
とにある。
点は吸引カバー７の下端部に複数の流入口18を設けたこ
とにある。
【００３３】この第２の実施例によれば、加工ノズル４
が被加工物３と接面する部分に強制的な水の流れができ
るので、加工時に発生する異物，気泡等を常時除去する
ことができ、よって効率的な加工が可能となる。
が被加工物３と接面する部分に強制的な水の流れができ
るので、加工時に発生する異物，気泡等を常時除去する
ことができ、よって効率的な加工が可能となる。
【００３４】次に図５により本発明の第３の実施例を説
明する。図５中、図３と同一部分には同一符号を付して
重複する部分の説明は省略する。この第３の実施例は第
１の実施例と異なる点は加工ノズル４の下端部を切断
し、その切断部の下面に吸引カバー７を直接接続し、か
つ吸引カバーの下端部に複数の流入口18を設けたことに
ある。
明する。図５中、図３と同一部分には同一符号を付して
重複する部分の説明は省略する。この第３の実施例は第
１の実施例と異なる点は加工ノズル４の下端部を切断
し、その切断部の下面に吸引カバー７を直接接続し、か
つ吸引カバーの下端部に複数の流入口18を設けたことに
ある。
【００３５】この第３の実施例によれば吸引カバー７と
加工ノズル４の下端部とが二重構造になっていないた
め、加工点においてレーザービーム16照射による加工点
近傍の熱的影響を防ぐための被加工物３の加工点の冷却
が良好となり、精密加工が容易となる。
加工ノズル４の下端部とが二重構造になっていないた
め、加工点においてレーザービーム16照射による加工点
近傍の熱的影響を防ぐための被加工物３の加工点の冷却
が良好となり、精密加工が容易となる。
【００３６】次に図６により本発明の第４の実施例を説
明する。図６中図１と同一部分には同一符号を付して重
複する部分の説明は省略する。この第４の実施例は第１
の実施例と異なる点は吸引カバー７に接続した吸引管８
を立ち上げて水槽２の外側に導出し、この吸引管８の先
端部にポンプ11を接続し、かつ接続配管10、ポンプ11を
水槽２の外に配置したことにある。
明する。図６中図１と同一部分には同一符号を付して重
複する部分の説明は省略する。この第４の実施例は第１
の実施例と異なる点は吸引カバー７に接続した吸引管８
を立ち上げて水槽２の外側に導出し、この吸引管８の先
端部にポンプ11を接続し、かつ接続配管10、ポンプ11を
水槽２の外に配置したことにある。
【００３７】この第４の実施例によれば各機器の保守性
に優れ、加工時に発生する異物を回収除去することが容
易で作業環境をクリーンな状態に維持することができ
る。図６では吸引した水を外部に放出するように示した
が、この必要はなく、再度水槽１内へ戻すように構成し
てもよい。
に優れ、加工時に発生する異物を回収除去することが容
易で作業環境をクリーンな状態に維持することができ
る。図６では吸引した水を外部に放出するように示した
が、この必要はなく、再度水槽１内へ戻すように構成し
てもよい。
【００３８】なお、本発明の実施態様を要約すれば次の
とおりである。 (1) 水中で直接、被加工物を加工する水中レーザー加工
装置において、レーザービームを被加工物へ入射するた
めの入射光学系と、被加工物まで導く伝送光学系と、レ
ーザービームを被加工物上に集光させる集光レンズを有
する加工ノズルと、加工用レーザーとして銅蒸気レーザ
ーまたはＹＡＧレーザーの第２高調波を使用すること。
とおりである。 (1) 水中で直接、被加工物を加工する水中レーザー加工
装置において、レーザービームを被加工物へ入射するた
めの入射光学系と、被加工物まで導く伝送光学系と、レ
ーザービームを被加工物上に集光させる集光レンズを有
する加工ノズルと、加工用レーザーとして銅蒸気レーザ
ーまたはＹＡＧレーザーの第２高調波を使用すること。
【００３９】(2) 水中レーザー加工装置において集光レ
ンズでの集光により被加工物の加工を行うが、加工点に
おいてレーザー光照射による加工点近傍の熱的影響を防
ぐための被加工物の加工点の冷却と、加工により発生し
た金属ヒュームや加工屑等を水中へ飛散を防ぐために加
工ノズル近傍の水を吸引するための吸引管を具備したこ
と。
ンズでの集光により被加工物の加工を行うが、加工点に
おいてレーザー光照射による加工点近傍の熱的影響を防
ぐための被加工物の加工点の冷却と、加工により発生し
た金属ヒュームや加工屑等を水中へ飛散を防ぐために加
工ノズル近傍の水を吸引するための吸引管を具備したこ
と。
【００４０】(3) 水中での加工により発生した異物を吸
引カバーおよび吸引管より水と共に循環させるためのポ
ンプと、その中から異物のみ回収するためのフィルター
等を具備し、異物除去後の浄化水を再度利用するように
したこと。
引カバーおよび吸引管より水と共に循環させるためのポ
ンプと、その中から異物のみ回収するためのフィルター
等を具備し、異物除去後の浄化水を再度利用するように
したこと。
【００４１】(4) 水中での加工中においてレーザービー
ムを被加工物まで導く伝送光学系のレーザービームを被
加工物に集光させる集光レンズへの異物，気泡等の付着
を防ぎ、また加工ノズル内のレーザービーム光路上への
異物，気泡の混入を防ぎ、かつノズル内の空気溜まりを
解消するために集光レンズ近傍に開口部を設け、ポンプ
により加工点方向に水流を発生させるようにした加工ノ
ズルを具備する。
ムを被加工物まで導く伝送光学系のレーザービームを被
加工物に集光させる集光レンズへの異物，気泡等の付着
を防ぎ、また加工ノズル内のレーザービーム光路上への
異物，気泡の混入を防ぎ、かつノズル内の空気溜まりを
解消するために集光レンズ近傍に開口部を設け、ポンプ
により加工点方向に水流を発生させるようにした加工ノ
ズルを具備する。
【００４２】(5) 水中レーザー加工装置において、レー
ザービームを被加工物の伝送光学系として光ファイバー
を用い、導かれたレーザー光を水中でレンズを使い集光
し被加工物を加工するように構成したこと。
ザービームを被加工物の伝送光学系として光ファイバー
を用い、導かれたレーザー光を水中でレンズを使い集光
し被加工物を加工するように構成したこと。
【００４３】
【発明の効果】本発明によれば、いままでの加工レーザ
ー装置で使用していたシールドガス，排ガス等の供給・
排気設備が不要となり、装置設備がコンパクト化でき
る。また、加工時に発生する異物，気泡等を常時除去で
きるためレーザーパワーの散逸が防げることから効率よ
い加工が可能となる。
ー装置で使用していたシールドガス，排ガス等の供給・
排気設備が不要となり、装置設備がコンパクト化でき
る。また、加工時に発生する異物，気泡等を常時除去で
きるためレーザーパワーの散逸が防げることから効率よ
い加工が可能となる。
【００４４】
【図１】本発明に係る水中レーザー加工装置の第１の実
施例を一部概略的に示す縦断面図。
施例を一部概略的に示す縦断面図。
【図２】図１で使用する銅蒸気レーザーの水中透過性を
示す特性図。
示す特性図。
【図３】図１における加工ノズル部を拡大して示す縦断
面図。
面図。
【図４】（ａ）は本発明に係る水中レーザー加工装置の
第２の実施例の要部を示す縦断面図、（ｂ）は（ａ）の
側面図。
第２の実施例の要部を示す縦断面図、（ｂ）は（ａ）の
側面図。
【図５】本発明に係る水中レーザー加工装置の第３の実
施例の要部を示す縦断面図。
施例の要部を示す縦断面図。
【図６】本発明に係る水中レーザー加工装置の第４の実
施例を一部系統的に示す縦断面図。
施例を一部系統的に示す縦断面図。
１…水槽、２…水、３…被加工物、４…加工ノズル、５
…集光レンズ、６…開口部、７…吸引カバー、８…吸引
管、９…フィルター、10…接続配管、11…ポンプ、12…
戻り配管、13…伝送光学系、14…銅蒸気レーザー発振
器、15…入射光学系、16…レーザービーム、17…隙間、
18…流入口。
…集光レンズ、６…開口部、７…吸引カバー、８…吸引
管、９…フィルター、10…接続配管、11…ポンプ、12…
戻り配管、13…伝送光学系、14…銅蒸気レーザー発振
器、15…入射光学系、16…レーザービーム、17…隙間、
18…流入口。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石戸谷 健司 神奈川県川崎市幸区堀川町72番地 株式 会社東芝 堀川町工場内 (72)発明者 菊水 宗芳 神奈川県川崎市幸区堀川町66番２ 東芝 エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 阿部 素久 東京都港区芝浦一丁目１番１号 株式会 社東芝 本社事務所内 (56)参考文献 特開 平４−228284（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−242483（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−142971（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−220575（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−286679（ＪＰ，Ａ) 実開 昭54−13937（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B23K 26/12 B23K 26/16 H01S 3/227
Claims (1)
- 【請求項１】 水中に設置されている被加工物に対して
銅蒸気レーザーから発生しレーザービームを導く光学系
と、 前記光学系の光路をなし、被加工物に対するレーザービ
ームの照射口と共に液体の流入を許容する開口部を備え
た加工ノズルと、前記加工ノズルの前記照射口に接続するカバーと、 前記カバーに接続され、前記開口部から前記照射口への
流体の流れを発生する吸引ポンプと、 を有することを特徴とする水中レーザー加工装置 。
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|---|---|---|---|
| JP06502893A JP3268052B2 (ja) | 1993-03-24 | 1993-03-24 | 水中レーザー加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06502893A JP3268052B2 (ja) | 1993-03-24 | 1993-03-24 | 水中レーザー加工装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06269975A JPH06269975A (ja) | 1994-09-27 |
| JP3268052B2 true JP3268052B2 (ja) | 2002-03-25 |
Family
ID=13275116
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06502893A Expired - Fee Related JP3268052B2 (ja) | 1993-03-24 | 1993-03-24 | 水中レーザー加工装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3268052B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| EP0724929B1 (en) * | 1995-01-31 | 2001-04-11 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Underwater laser processing method and system |
| US6163012A (en) * | 1996-09-27 | 2000-12-19 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Laser maintaining and repairing apparatus |
| JP4575267B2 (ja) * | 2005-10-14 | 2010-11-04 | 株式会社東芝 | 水中施工装置および水中施工方法 |
| JP2009166065A (ja) | 2008-01-15 | 2009-07-30 | Nippon Densan Corp | レーザ加工方法、軸受装置、スピンドルモータ、およびディスク駆動装置 |
| KR100953686B1 (ko) * | 2008-02-18 | 2010-04-19 | 에이피시스템 주식회사 | 레이저 가공장치 |
| JP5992081B2 (ja) * | 2015-09-11 | 2016-09-14 | 芝浦メカトロニクス株式会社 | レーザ処理装置 |
| CN107694294A (zh) * | 2016-08-23 | 2018-02-16 | 徐勤凤 | 切割机尾气处理装置 |
-
1993
- 1993-03-24 JP JP06502893A patent/JP3268052B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06269975A (ja) | 1994-09-27 |
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