JP3441247B2 - レーザー加工装置のパイプ加工用集塵装置 - Google Patents

レーザー加工装置のパイプ加工用集塵装置

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JP3441247B2 JP17464795A JP17464795A JP3441247B2 JP 3441247 B2 JP3441247 B2 JP 3441247B2 JP 17464795 A JP17464795 A JP 17464795A JP 17464795 A JP17464795 A JP 17464795A JP 3441247 B2 JP3441247 B2 JP 3441247B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はレーザー加工装置の
パイプ加工用集塵装置に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば、実開平1−153873号公報
の第1図に開示されている集塵手段は、レーザー加工装
置によるパイプの穴明け加工時に、パイプ内部に発生す
るスパッターや粉塵を、送風装置(27)に連結されて
いる接続管(25)をパイプWの一端部に挿入し、この
接続管(25)を通じて空気を送風して外部に排出する
ようにしたものであり、第2図に開示されている集塵手
段は、この送風装置(27)に接続された前記接続管
(25)をパイプWのもう一方の端部に挿入してスパッ
ターや粉塵を吸引して排出する様にしたものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記従来のレーザー加
工装置における、パイプ加工時のスパッターや粉塵及び
フュームの集塵手段においては、スパッターと粉塵及び
フュームの吸引または排出を、被加工材であるパイプW
の一端部に設けた吸引管を通じて行っているので、パイ
プWに加工された穴が増加してくると、もう一方の管端
部ら侵入する外気の外に、パイプWに加工された穴から
侵入する外気が加わるので、加工された穴数の増加につ
れて集塵効率が低下するという問題がある。
【0004】また、スパッターや粉塵及びフュームの吸
引または排出を、加工されるパイプWの内部を通じて行
う様にしているので、パイプWに穴が貫通するまでに発
生するパイプW表面からのスパッター及びフュームが周
囲に飛散し作業環境を悪化させるという問題がある。
【0005】本発明は上述の問題に鑑みてなされたもの
であり、本発明の課題はパイプに加工された穴から侵入
する外気を減少させて、パイプの加工中に発生する有害
なフューム及び粉塵の吸引排出の効率を向上させると同
時に、パイプに穴が貫通するまでに発生するパイプ表面
からのスパッターも吸引排出可能なレーザー加工装置の
パイプ加工用集塵装置を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載のレーザ
ー加工装置のパイプ加工用集塵装置は、パイプ材を円周
方向に回転駆動するパイプ材回転駆動装置と、前記パイ
プ材を回転自在に支持するパイプ材支持機構とを備えた
レーザー加工装置において、前記パイプ材の一定長さ部
分の外周をほぼ外気から遮断して包囲可能な中空筒体
に、前記パイプ材が通過可能な出入口と、前記レーザー
加工ヘッドのノズルを挿入可能な挿入穴とを設け、該中
空筒体を排気装置に連結すると共に、前記パイプ材と平
行方向に移動位置決め可能な前記レーザー加工装置のX
軸キャリッジに着脱可能に装着したことを要旨とするも
のである。
【0007】従って、請求項1に記載のレーザー加工装
置のパイプ加工用集塵装置においては、パイプ材に最初
の穴加工を行ったとき、その最初の穴が貫通するまでに
発生するパイプ13表面からのスパッター及びフューム
は、この加工穴の近傍にある排気管を経由して中空筒体
内部から直ちに排気装置に排出され、作業者の周囲の環
境を悪化させることがない。また、次に加工される穴加
工時に発生するスパッター及びフュームは、最初に加工
された穴を経由して同様に中空筒体内から排気装置に排
出され作業者の周囲の環境を悪化させることがない。そ
して、スパッター及びフュームは冷却されないうちに迅
速に排出されるので、スパッター及びフュームがパイプ
内面に粉塵としてが付着しにくい。
【0008】請求項2に記載のレーザー加工装置のパイ
プ加工用集塵装置は、請求項1に記載のレーザー加工装
置のパイプ加工用集塵装置において、前記中空筒体のパ
イプ材が通過可能な出入口は、パイプ材の外周を軽く押
圧しながら接触して外気の侵入を防止するカーテンを設
けたことを要旨とするものである。従って、請求項2に
記載のレーザー加工装置のパイプ加工用集塵装置におい
ては、外気を中空筒体内部に侵入を防止する一方、パイ
プ材を中空筒体内部に大きな抵抗なしに自由に通過させ
ることができる。
【0009】請求項3に記載のレーザー加工装置のパイ
プ加工用集塵装置は、請求項1または請求項2に記載の
レーザー加工装置のパイプ加工用集塵装置において、前
記中空筒体の下半分は両側に開閉自在に設けたことを要
旨とするものである。従って、請求項3に記載のレーザ
ー加工装置のパイプ加工用集塵装置においては、中空筒
体をパイプに迅速に着脱することができる。
【0010】請求項4に記載のレーザー加工装置のパイ
プ加工用集塵装置は、請求項2に記載のレーザー加工装
置のパイプ加工用集塵装置において、前記カーテンに植
毛密度の高い難燃性のブラシを用いたことを要旨とする
ものである。従って、請求項4に記載のレーザー加工装
置のパイプ加工用集塵装置においては、外気を中空筒体
内部に侵入を防止すると共にスパッター及びフュームの
熱で該カーテンが燃焼するのを防止できる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下に本発明のレーザー加工装置
のパイプ加工用集塵装置の実施の形態について図面によ
り説明する。
【0012】図1及び図2は、カンチレバー方式の2軸
光軸移動タイプのNCレーザー加工装置に本発明に係わ
るパイプ加工用集塵装置を実施した例を示したものであ
る。なお、図1はレーザー加工装置1の正面図であり図
2はその側面図である。
【0013】さて、図1及び図2を参照するに、前記レ
ーザー加工装置1は、図示しないNC装置と駆動手段と
によりX軸方向に移動位置決め自在のX軸キャリッジ3
を備え、そして、このX軸キャリッジ3には、前記X軸
方向と直交するY軸方向に、図示省略のNC装置と駆動
手段により移動位置決め自在のY軸キャリッジ5が設け
らている。このY軸キャリッジ5の下部にはレーザー加
工ヘッド7が設けられており、そしてこのレーザー加工
ヘッド7にはレーザー加工用の集光装置(図示省略)を
備えたノズル9が取付けられている。
【0014】また、前記レーザー加工装置1の上部に
は、炭酸ガスレーザーの発振器11が備えられており、
この炭酸ガスレーザーの発振器11からのレーザービー
ムは、前記Y軸キャリッジ5に設けられたレーザー加工
ヘッド7を経由して前記ノズル9まで図示しない光学系
により導かれるように構成されている。なお、前記レー
ザー加工ヘッド7は、前記XY軸に直交するZ軸方向
(鉛直方向)にも移動位置決め自在となっている。
【0015】さらに、前記レーザー加工ヘッド7の下方
位置に、被加工材としてのパイプ材13を前記X軸方向
と平行に配置して回転自在に支持するパイプ材支持兼回
転装置15が設けられている。このパイプ材支持兼回転
装置15はパイプ材回転駆動装置17を備えた箱体19
と複数のパイプ材支持機構21とで構成されている。
【0016】前記パイプ材支持機構21は、箱体19の
中の底部に設けられたベッド23に対して前記X軸方向
に移動固定自在に係合する摺動部材25の上部に設けて
ある。すなわち、パイプ材支持機構21は、支持するパ
イプ材の長さに合わせてパイプ材支持機構21のX軸方
向の間隔を適宜に調節することができる様になってい
る。
【0017】このパイプ材支持機構21の上端部には空
圧または油圧のシリンダー27のピストンロッドの先端
部にパイプ材13を円周方向に回転自在に支持する二股
状のパイプ材支持部29を上下方向に伸縮自在に設けて
ある。また、前記パイプ材回転駆動装置17は、図示し
ないNC装置によりその回転を制御されており、パイプ
材13の回転位置を連続的に位置制御することができる
様になっている。
【0018】上記構成のレーザー加工装置1を使用する
ことにより、前記レーザー加工ヘッド7を被加工材とし
てのパイプ材13上の任意の位置に連続的に位置決めす
ることが可能であり、また前記パイプ材回転駆動装置1
7を使用することにより、パイプ材13を必要に応じて
任意の位置に回転させることができる。
【0019】従って、レーザー加工装置1のレーザー加
工ヘッド7とパイプ材回転駆動装置17とを適宜に制御
すると同時に、前記レーザー加工ヘッド7に備えた前記
ノズルからレーザービームをパイプ材13に照射するこ
とにより、パイプ材13の任意の位置に所望の形状の穴
を加工することができる。
【0020】次に、図1〜図4を参照しながら本発明に
係わるパイプ加工用集塵装置の要部について説明する。
なお、図3及び図4は図1に示した前記レーザー加工装
置1からパイプ材支持兼回転装置15の部分を除外した
斜視図である。
【0021】パイプ加工用集塵装置31は、被加工材と
なる前記パイプ材13が通過可能な内径を有する比較的
短い中空筒体33と図示省略の排気装置などからなって
いる。図5に示す様に、この中空筒体33の下半分は蝶
番41よって中心から両側に開閉自在に設けてあり、固
定部材43により閉じた状態に固定することができる様
になっている。さらに中空筒体33軸方向の両端部に
は、パイプ材13の外周を軽く押圧しながら接触する金
属または難燃性の植毛密度の高いブラシで構成したカー
テン35が設けてある。このカーテン35には耐熱性の
高いゴム板などを使用することも可能である。なお、上
記中空筒体33は円筒形に限定されるものではない。
【0022】前記中空筒体33は、中空筒体33が前記
パイプ材支持機構21に支持されたパイプ材13と同軸
となるように、中空筒体33に設けた中空筒体支持部材
37により、前記X軸キャリッジ3の下部に上下方向の
位置を調節自在、かつ着脱可能に装着してあり、そして
この中空筒体33と図示省略の排気装置との間を排気管
39で連結してある。さらに、中空筒体33には、前記
レーザー加工ヘッド7に設けられたノズル9の先端部分
が、パイプ材13に接近可能な様にノズル挿入穴45が
設けてある。
【0023】上記構成のパイプ加工用集塵装置31を備
えたレーザー加工装置において、パイプ材13に穴加工
を行う場合、先ず加工されるパイプ材の外径に適したサ
イズの中空筒体33を前記X軸キャリッジに装着する。
次に、前記パイプ材回転駆動装置17に装着され、複数
のパイプ材支持機構21上に支持されたパイプ材13の
適宜な位置に、前記中空筒体33の下部を開いて状態で
パイプ材13を中空筒体33のほぼ中心に位置させてか
ら中空筒体33の下部を閉じた状態に固定する。この状
態で集塵装置の排気装置を作動させれば、パイプ材13
の穴加工を開始することができる。
【0024】例えば、最初の穴47Aをパイプ材13に
加工する場合、穴47Aが貫通するまでに発生するパイ
プ13表面からのスパッター及びフュームは、パイプ材
13と中空筒体33の間の空間に充満するが、これらは
排気管39を経由して排気装置から排出される。その
後、穴47Aが貫通後にパイプ材13内に生ずるスパッ
ター及びフュームは、この貫通した穴47Aから排気管
39を経由して排気装置から排出されることになる。
【0025】次に、穴47Aから若干X軸方向に離れた
位置に、レーザー加工ヘッド7を移動させて次の穴47
Bを加工した場合、穴47Bが貫通するまでにパイプ材
13と中空筒体33の間の空間に充満したパイプ13表
面からのスパッター及びフュームは排気管39を経由し
て排気装置から排出される。この穴47Bが貫通後にパ
イプ材13内に生ずるスパッター及びフュームは、先に
貫通した穴47Aから排気管39を経由して排気装置か
ら排出されることになる。
【0026】集塵装置31を上記の様な構成としたこと
により、パイプ材13のレーザー加工による穴加工で発
生したスパッター及びフュームは、発生位置に近接して
設けた排気管39を経由して排気装置に排出されるの
で、スパッター及びフュームの吸引排出の効率が向上し
た。
【0027】また、集塵装置31における中空筒体33
の下半分を両側に開閉自在に設けると共に、固定部材4
3により閉じた状態に固定できるようにしたので、集塵
装置31をパイプ13に迅速に着脱することができる。
【0028】さらに、パイプ材支持部29と中空筒体3
3との干渉を回避させるために、中空筒体33の位置を
検出するセンサーをパイプ材支持機構21に設けて、パ
イプ材支持部29を自動的に下方に退避させる様にする
ことも可能である。
【0029】
【発明の効果】請求項1または請求項2に記載の発明に
よれば、パイプの穴加工時に発生するスパッター及びフ
ュームを加工部分に近接した位置に装着した中空筒体か
ら効率よく排出することができる。
【0030】請求項3または請求項4に記載の発明によ
れば、中空筒体をパイプに迅速に着脱することができる
と共に、スパッター及びフュームの熱で該カーテンが燃
焼するのを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】カンチレバー方式の2軸光軸移動タイプのNC
レーザー加工装置に本発明に係わるパイプ加工用集塵装
置を実施した場合の説明図(正面図)。
【図2】図1の右側面図。
【図3】図1において、本発明に係わるパイプ加工用集
塵装置の要部を立体的に示した斜視図。
【図4】図3におけるパイプ加工用集塵装置の要部を拡
大した斜視図。
【図5】図2におけるパイプ加工用集塵装置の中空筒体
部の詳細を示した拡大図。
【符号の説明】
1 レーザー加工装置 3 X軸キャリッジ 5 Y軸キャリッジ 7 レーザー加工ヘッド 9 ノズル 13 パイプ材 17 パイプ材回転駆動装置 21 パイプ材支持機構 23 ベッド 27 シリンダー 29 パイプ材支持部 31 パイプ加工用集塵装置 33 中空筒体 35 カーテン 37 中空筒体支持部材 39 排気管 45 ノズル挿入穴

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 パイプ材を円周方向に回転駆動するパイ
    プ材回転駆動装置と、前記パイプ材を回転自在に支持す
    るパイプ材支持機構とを備えたレーザー加工装置におい
    て、前記パイプ材の一定長さ部分の外周をほぼ外気から
    遮断して包囲可能な中空筒体に、前記パイプ材が通過可
    能な出入口と、前記レーザー加工ヘッドのノズルを挿入
    可能な挿入穴とを設け、該中空筒体を排気装置に連結す
    ると共に、前記パイプ材と平行方向に移動位置決め可能
    な前記レーザー加工装置のX軸キャリッジに着脱可能に
    装着したことを特徴とするレーザー加工装置のパイプ加
    工用集塵装置。
  2. 【請求項2】 前記中空筒体のパイプ材が通過可能な出
    入口は、パイプ材の外周を軽く押圧しながら接触して外
    気の侵入を防止するカーテンを設けたことを特徴とする
    請求項1に記載のレーザー加工装置のパイプ加工用集塵
    装置。
  3. 【請求項3】 前記中空筒体の下半分は両側に開閉自在
    に設けたことを特徴とする請求項1または請求項2に記
    載のレーザー加工装置のパイプ加工用集塵装置。
  4. 【請求項4】 前記カーテンに植毛密度の高い難燃性の
    ブラシを用いたことを特徴とする請求項2に記載のレー
    ザー加工装置のパイプ加工用集塵装置。
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