JP7141532B2 - ハウジング及び加工装置の取扱方法 - Google Patents

Description

本発明は、ハウジング及び加工装置の取扱方法に関する。

特許第５８６８１１８号公報には、被加工物に照射されるレーザ光線によって加工点付近に発生する粉塵を吸引して排出するための粉塵排出手段が備えられたレーザ加工装置が開示されている。特許第５８６８１１８号公報では、粉塵排出手段に接続された粉塵処理装置に備えられた送風機を駆動した状態で、レーザ光線の出力がサーマル式の出力測定手段によって測定される。

しかしながら、特許第５８６８１１８号公報に記載された技術では、出力測定手段への粉塵等の付着を必ずしも十分に抑制し得ない。出力測定手段に粉塵等が付着すると、レーザ光線の出力を良好に検出し得ない。

本発明の目的は、センサへの粉塵等の付着を抑制し得るハウジング及び加工装置の取扱方法を提供することにある。

本発明の一態様によるハウジングは、エネルギービームを検出するセンサを収容するハウジングであって、前記エネルギービームが透過可能な透過性部材が備えられたチャンバと、前記チャンバ内にガスを供給するための供給口とを備え、前記センサは、前記透過性部材を介して入射する前記エネルギービームを検出する。

本発明の他の態様による加工装置の取扱方法は、エネルギービームを照射する照射部と、前記エネルギービームが透過可能な透過性部材が備えられたチャンバを含むハウジングと、前記ハウジングに収容され、前記透過性部材を介して入射する前記エネルギービームを検出するセンサとを備える加工装置の取扱方法であって、前記チャンバは、前記透過性部材が備えられた仕切板によって仕切られており、前記透過性部材は、前記仕切板に交換自在に装着されており、前記仕切板をスライドさせることにより前記透過性部材を前記ハウジング内から引き出し、前記透過性部材の交換を行う。

本発明によれば、センサへの粉塵等の付着を良好に抑制し得るハウジング及び加工装置の取扱方法を提供することができる。

一実施形態による加工装置に備えられた照射装置を示す斜視図である。 一実施形態による加工装置を示す概略図である。 図３Ａ及び図３Ｂは、一実施形態によるセンサ装置を示す断面図である。

本発明によるハウジング及び加工装置の取扱方法について、好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照して以下に詳細に説明する。

［一実施形態］
一実施形態によるハウジング及び加工装置の取扱方法について図面を用いて説明する。図１は、本実施形態による加工装置に備えられた照射装置を示す斜視図である。

図１に示すように、本実施形態による加工装置１０には、照射装置１２と、当該照射装置１２を搬送する搬送機構３２とが備えられている。

照射装置１２には、不図示のエネルギービーム生成部と、当該エネルギービーム生成部から出力されるエネルギービーム４２を照射する照射部３８と、照射部３８を保持する保持部４０とが備えられている。エネルギービーム４２は、例えばレーザビームであるが、これに限定されるものではない。

搬送機構３２は、例えば、多関節ロボットによって構成されているが、これに限定されるものではない。搬送機構３２の先端部には、保持部４０を支持する支持フレーム５２が備えられている。搬送機構３２によって照射部３８を移動させつつ、照射部３８からエネルギービーム４２を照射することによって、加工対象物に対する加工が行われる。

図２は、本実施形態による加工装置を示す概略図である。図２に示すように、本実施形態による加工装置１０には、センサ装置１４と、ガス供給部１６と、制御部４６とが更に備えられている。なお、図２には、照射装置１２のうちの一部が示されている。

制御部４６は、加工装置１０の全体の制御を司る。制御部４６には、演算部４８と、記憶部５０とが備えられている。演算部４８は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等によって構成され得るが、これに限定されるものではない。記憶部５０は、不図示の揮発性メモリと、不図示の不揮発性メモリとを含む。揮発性メモリとしては、例えばＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等が挙げられる。不揮発性メモリとしては、例えばＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ等が挙げられる。プログラム、データ等が、記憶部５０に記憶され得る。

センサ装置１４は、照射部３８から照射されるエネルギービーム４２の強度を判定するための検査において用いられ得る。かかる検査は、加工精度を確保すべく、加工対象物に対する加工が加工装置１０によって実行される前に行われ得る。エネルギービーム４２の強度の検査においては、制御部４６は、照射部３８からエネルギービーム４２が照射されるように照射装置１２を制御する。照射部３８から照射されるエネルギービーム４２は、センサ装置１４によって検出される。センサ装置１４は、検出したエネルギービーム４２の強度を示す信号を制御部４６に出力する。制御部４６は、エネルギービーム４２の強度が所定範囲内であるか否かの判定を行う。

照射部３８から照射されるエネルギービーム４２の強度が所定範囲内である場合には、当該エネルギービーム４２の強度は正常である。このような場合、制御部４６は、加工対象物に対する加工を実行するように加工装置１０を制御する。

一方、照射部３８から照射されるエネルギービーム４２の強度が所定範囲外である場合には、当該エネルギービーム４２の強度は異常である。このような場合、制御部４６は、加工装置１０に対するメンテナンス等をユーザに促すための通知を行う。加工装置１０に対するメンテナンスにおいては、後述する透過性部材２４（図３Ａ参照）の交換が行われる場合もあるし、エネルギービーム４２の強度の調整が行われる場合もあるし、照射部３８に備えられた保護ガラス（透過性部材）３９の交換が行われる場合もある。

ガス供給部１６は、後述するチャンバ１８Ａ（図３Ａ参照）内にガスを供給する。なお、チャンバ１８Ａは、後述するように、センサ装置１４に備えられたハウジング１８（図３Ａ参照）の一部によって構成されている。粉塵（溶接ヒューム）等がチャンバ１８Ａ内に入り込むと、後述するセンサ２０（図３Ａ参照）の受光部２２（図３Ａ参照）に粉塵等が付着する虞がある。従って、チャンバ１８Ａ内に粉塵等が入り込まないように、ガス供給部１６によるチャンバ１８Ａ内へのガスの供給が継続的に行われる。なお、ガスは、例えば、空気であるが、これに限定されるものではない。不燃性のガス等を適宜用い得る。

図３Ａ及び図３Ｂは、本実施形態によるセンサ装置を示す断面図である。図３Ａは、仕切板２６をスライドさせていない状態、即ち、透過性部材２４とセンサ２０とが平面視において互いに重なり合うように仕切板２６の位置が設定されている状態を示している。図３Ｂは、仕切板２６をスライドさせることにより透過性部材２４をハウジング１８の外部まで引き出した状態を示している。

図３Ａに示すように、センサ装置１４には、ハウジング１８と、当該ハウジング１８に収容されたセンサ（検出器、パワーメータ）２０とが備えられている。センサ２０には、受光部２２が備えられている。受光部２２は、例えば、センサ２０の上面に位置している。受光部２２は、後述する透過性部材２４を介して入射するエネルギービーム４２（図２参照）を受光する。センサ２０は、受光部２２に入射したエネルギービーム４２の強度を示す信号を出力する。

ハウジング１８の一部によって、チャンバ１８Ａが構成されている。具体的には、ハウジング１８のうちのセンサ２０が収容される部分の上側に位置する部分によって、チャンバ１８Ａが構成されている。

ハウジング１８には、仕切板２６を挿入するための挿入口（スリット、挿入部）１８Ｄ、１８Ｅが形成されている。挿入口１８Ｄは、チャンバ１８Ａに対して一方の側（図３Ａにおける紙面右側）に位置している。挿入口１８Ｅは、チャンバ１８Ａに対して他方の側（図３Ａにおける紙面左側）に位置している。一端側が挿入口１８Ｄに挿入され、他端側が挿入口１８Ｅに挿入された仕切板２６によって、チャンバ１８Ａが仕切られている。仕切板２６は、センサ２０と後述するシャッタ３４との間に備えられる。

仕切板２６には、エネルギービーム４２が透過可能な透過性部材２４が備えられている。透過性部材２４は、仕切板２６に交換自在に装着されている。透過性部材２４は、例えばガラスによって形成されているが、これに限定されるものではない。

仕切板２６は、例えば水平方向にスライドさせることが可能である。仕切板２６には、当該仕切板２６のスライド量を制限するためのストッパ２８が備えられている。仕切板２６にストッパ２８が備えられているため、仕切板２６をスライドさせた際に開口が生じてしまうのを防止し得る。このため、仕切板２６とセンサ２０とハウジング１８の隔壁１８Ｆとによって画定される空間３６Ａ内、即ち、チャンバ１８Ａ内に、粉塵を含む汚染された空気が混入するのを防止し得る。

ハウジング１８には、自動で開閉するシャッタ３４が更に備えられている。シャッタ３４は、不図示の開閉機構によって開閉され得る。シャッタ３４は、仕切板２６が備えられている箇所よりも上方に位置している。エネルギービーム４２の強度を検出する際にのみ、シャッタ３４が開かれる。エネルギービーム４２の強度を検出する際以外においては、シャッタ３４は閉じられている。このため、加工対象物に対する加工を行う際に生ずる粉塵がセンサ２０の受光部２２に付着するのを防止し得る。

ハウジング１８には、チャンバ１８Ａ内にガスを供給するための供給口１８Ｂが更に備えられている。供給口１８Ｂは、仕切板２６が備えられる位置よりも低い位置に形成されている。このため、仕切板２６とセンサ２０とハウジング１８の隔壁１８Ｆとによって画定される空間３６Ａ内、即ち、チャンバ１８Ａ内に、供給口１８Ｂを介してガスが供給される。チャンバ１８Ａ内にガスが供給されるため、当該チャンバ１８Ａ内の圧力はチャンバ１８Ａ外より高くなる。チャンバ１８Ａ外の圧力は例えば大気圧であり、チャンバ１８Ａ内の圧力は大気圧より高くなる。チャンバ１８Ａ内に供給されるガスがハウジング１８の隔壁１８Ｆと仕切板２６の底面との間等における隙間を介してチャンバ１８Ａ外に流出し、しかも当該隙間が小さいため、当該隙間におけるガスの流れは比較的速い。このため、粉塵等が当該隙間を介してチャンバ１８Ａ内に入り込むのを抑制することができ、ひいては、センサ２０の受光部２２への粉塵等の付着を抑制することができる。

ハウジング１８には、当該ハウジング１８の外側に突出する仕切板２６の一部を収容するための収容部１８Ｃが更に備えられている。収容部１８Ｃとハウジング１８とは一体に形成されていてもよいし、収容部１８Ｃとハウジング１８とは別個の部材によって構成されていてもよい。

図３Ａに示す状態においては、チャンバ１８Ａ内に供給されるガスがハウジング１８の隔壁１８Ｆと仕切板２６の下面との間等における隙間を介してチャンバ１８Ａ外に流出し、しかも当該隙間が小さいため、当該隙間におけるガスの流れは比較的速い。このため、チャンバ１８Ａに粉塵等が入り込むことが抑制され、チャンバ１８Ａ内は清浄に維持される。一方、仕切板２６とシャッタ３４とハウジング１８の隔壁１８Ｆとによって画定される空間３６Ｂ内には、ガスが供給されるわけではない。このため、ハウジング１８の隔壁１８Ｆと仕切板２６の上面との間、及び、ハウジング１８の隔壁１８Ｆとシャッタ３４の下面との間における隙間等を介して、空間３６Ｂ内に粉塵等が入り込む場合がある。

仕切板２６をスライドさせることにより、透過性部材２４をハウジング１８の外部まで引き出すと、図３Ｂに示すような状態となる。本実施形態では、収容部１８Ｃの長さ、即ち、収容部１８Ｃの水平方向の寸法が、長めに設定されている。また、本実施形態では、仕切板２６の長さ、即ち、仕切板２６の水平方向の寸法が、長めに設定されている。このため、仕切板２６をスライドさせることにより透過性部材２４をハウジング１８から引き出した状態においても、以下のような状態が維持される。即ち、仕切板２６の一端がハウジング１８の一方の側から突出しているとともに、仕切板２６の他端がハウジング１８の他方の側から突出している状態が維持される。仕切板２６にストッパ２８が備えられているため、仕切板２６とハウジング１８の隔壁１８Ｆとの間に開口が生じるまで仕切板２６がスライドされてしまうことはない。本実施形態では、透過性部材２４をハウジング１８から引き出した際に開口が生じないため、空間３６Ｂ内に入り込んだ粉塵等がハウジング１８内に入り込むのを抑制することができる。

本実施形態では、以下のようにして透過性部材２４の交換が行われる。即ち、仕切板２６の一端がハウジング１８の一方の側から突出しているとともに、仕切板２６の他端がハウジング１８の他方の側から突出している状態が維持されつつ、仕切板２６がスライドされる。仕切板２６にストッパ２８が備えられているため、仕切板２６とハウジング１８の隔壁１８Ｆとの間に開口が生じてしまうことはない。こうして、透過性部材２４がハウジング１８から引き出される。この後、透過性部材２４の交換が行われる。

このように、本実施形態によれば、チャンバ１８Ａ内に供給口１８Ｂを介してガスが供給されるため、チャンバ１８Ａ内の圧力がハウジング１８の外部の圧力より高くなり、チャンバ１８Ａ内からチャンバ１８Ａ外へのガスの流れが生ずる。このため、本実施形態によれば、加工において生じた粉塵等がチャンバ１８Ａ内に入り込むのを抑制することができ、ひいては、粉塵等がセンサ２０の受光部２２に付着するのを抑制することができる。

しかも、本実施形態では、透過性部材２４の交換は、シャッタ３４が閉じられている状態で行われる。このため、本実施形態によれば、空間３６Ａ、３６Ｂの圧力がハウジング１８の外部の圧力より高くなり、ハウジング１８内からハウジング１８外へのガスの流れが生じ、ハウジング１８内に粉塵等が入り込むのを抑制し得る。しかも、本実施形態では、仕切板２６にストッパ２８が備えられているため、仕切板２６をスライドさせた際に開口が生じてしまうことはない。従って、本実施形態によれば、粉塵等がチャンバ１８Ａ内に入り込むのを抑制することができ、ひいては、センサ２０の受光部２２に粉塵等が付着するのを抑制することができる。

しかも、本実施形態によれば、パッキン等のシール部材が不要、即ち、複雑な防塵構造が不要である。また、供給口１８Ｂを介してチャンバ１８Ａ内に供給するガスとしては、工場等に一般に備えられている圧縮空気を浄化することにより得られる空気等を用い得る。このため、本実施形態によれば、センサ２０の受光部２２への粉塵等の付着の抑制を簡易に実現することができる。

しかも、本実施形態によれば、仕切板２６の一端がハウジング１８の一方の側から突出しているとともに、仕切板２６の他端がハウジング１８の他方の側から突出している状態が維持されつつ、仕切板２６がスライドされる。このため、本実施形態によれば、空間３６Ｂ内に入り込んだ粉塵等がハウジング１８内に入り込むのを確実に抑制することができ、ひいては、センサ２０の受光部２２に粉塵等が付着するのを確実に抑制することができる。

本発明についての好適な実施形態を上述したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改変が可能である。

例えば、仕切板２６をスライドさせた際にわずかな開口が生じてもよい。わずかな開口であれば、空間３６Ａ内から空間３６Ｂ内に当該開口を介してある程度の速さでガスが流れるため、空間３６Ｂ内に存在する粉塵等は空間３６Ａ内、即ち、チャンバ１８Ａ内に入り込みにくい。従って、粉塵等がチャンバ１８Ａ内に入り込むのを抑制することができ、ひいては、センサ２０の受光部２２に粉塵等が付着するのを抑制することができる。

また、上記実施形態では、供給口１８Ｂを介してチャンバ１８Ａ内にガスが供給されている状態で仕切板２６をスライドさせることにより、透過性部材２４をハウジング１８内から引き出し、透過性部材２４の交換を行う場合を例に説明した。しかし、これに限定されるものではない。ハウジング１８の外気が清浄である場合には、供給口１８Ｂを介してチャンバ１８Ａ内にガスを供給していない状態で、透過性部材２４の交換を行うようにしてもよい。

上記実施形態をまとめると以下のようになる。

ハウジング（１８）は、エネルギービーム（４２）を検出するセンサ（２０）を収容するハウジングであって、前記エネルギービームが透過可能な透過性部材（２４）が備えられたチャンバ（１８Ａ）と、前記チャンバ内にガスを供給するための供給口（１８Ｂ）とを備え、前記センサは、前記透過性部材を介して入射する前記エネルギービームを検出する。このような構成によれば、供給口を介してチャンバ内にガスが供給されるため、チャンバ内の圧力がハウジングの外側の圧力より高くなり、チャンバ内からチャンバ外へのガスの流れが生ずる。このため、このような構成によれば、ハウジングの外側において生ずる粉塵等がチャンバ内に入り込むのを抑制することができ、ひいては、センサに粉塵等が付着するのを抑制することができる。

前記チャンバは、前記透過性部材が備えられた仕切板（２６）によって仕切られているようにしてもよい。

前記透過性部材は、前記仕切板に交換自在に装着されており、前記仕切板をスライドさせることにより、前記透過性部材を前記ハウジング内から引き出し可能であるようにしてもよい。このような構成によれば、仕切板をスライドさせることにより透過性部材をハウジング内から引き出し、透過性部材を容易に交換することができる。

前記仕切板は、前記仕切板のスライド量を制限するためのストッパ（２８）を備えるようにしてもよい。このような構成によれば、仕切板をスライドさせた際に開口がチャンバに生ずるのを防止することができ、チャンバ内に粉塵等が入り込むのをより確実に抑制することができ、ひいては、粉塵等がセンサに付着するのをより確実に抑制することができる。

前記仕切板をスライドさせることにより前記透過性部材を前記ハウジングから引き出した状態において、前記仕切板の一端が前記ハウジングの一方の側から突出しているとともに、前記仕切板の他端が前記ハウジングの他方の側から突出しているようにしてもよい。このような構成によれば、仕切板をスライドさせた際にチャンバ内に粉塵等が入り込むのをより確実に抑制することができ、ひいては、粉塵等がセンサに付着するのをより確実に抑制することができる。

前記透過性部材が交換される際、前記供給口を介しての前記チャンバ内への前記ガスの供給が継続されるようにしてもよい。このような構成によれば、透過性部材の交換の際にチャンバ内に粉塵等が入り込むのを抑制することができ、ひいては、粉塵等がセンサに付着するのを抑制することができる。

前記エネルギービームは、レーザビームであるようにしてもよい。

加工装置（１０）の取扱方法は、エネルギービームを照射する照射部（３８）と、前記エネルギービームが透過可能な透過性部材が備えられたチャンバを含むハウジングと、前記ハウジングに収容され、前記透過性部材を介して入射する前記エネルギービームを検出するセンサとを備える加工装置の取扱方法であって、前記チャンバは、前記透過性部材が備えられた仕切板によって仕切られており、前記透過性部材は、前記仕切板に交換自在に装着されており、前記仕切板をスライドさせることにより前記透過性部材を前記ハウジング内から引き出し、前記透過性部材の交換を行う。このような構成によれば、ハウジングの外側において生ずる粉塵等がチャンバ内に入り込むのを抑制することができ、ひいては、センサに粉塵等が付着するのを抑制することができる。

前記加工装置は、前記チャンバに備えられた供給口を介して前記チャンバ内にガスを供給するガス供給部（１６）を更に備え、前記供給口を介して前記チャンバ内にガスが供給されている状態で、前記仕切板をスライドさせることにより前記透過性部材を前記ハウジング内から引き出し、前記透過性部材の交換を行うようにしてもよい。

前記ハウジングは、自動で開閉するシャッタ（３４）を備え、前記仕切板は、前記シャッタと前記センサとの間に位置し、前記透過性部材の交換は、前記シャッタが閉じられている状態で行われるようにしてもよい。このような構成によれば、ハウジング内に粉塵等が入り込むのをより確実に抑制することができる。

前記仕切板の一端が前記ハウジングの一方の側から突出しているとともに、前記仕切板の他端が前記ハウジングの他方の側から突出している状態を維持しつつ、前記仕切板をスライドさせることにより前記透過性部材を前記ハウジングから引き出し、前記透過性部材の交換を行うようにしてもよい。このような構成によれば、ハウジング内に粉塵等が入り込むのをより確実に抑制することができる。

１０…加工装置 １２…照射装置
１４…センサ装置 １６…ガス供給部
１８…ハウジング １８Ａ…チャンバ
１８Ｂ…供給口 １８Ｃ…収容部
１８Ｄ、１８Ｅ…挿入口 １８Ｆ…隔壁
２０…センサ ２２…受光部
２４…透過性部材 ２６…仕切板
２８…ストッパ ３２…搬送機構
３４…シャッタ ３６Ａ、３６Ｂ…空間
３８…照射部 ３９…保護ガラス
４０…保持部 ４２…エネルギービーム
４６…制御部 ４８…演算部
５０…記憶部 ５２…支持フレーム

Claims (11)

1. エネルギービーム（４２）を検出するセンサ（２０）を収容するハウジング（１８）であって、
   前記エネルギービームが透過可能な透過性部材（２４）が備えられたチャンバ（１８Ａ）と、
   前記チャンバ内にガスを供給するための供給口（１８Ｂ）とを備え、
   前記センサは、前記透過性部材を介して入射する前記エネルギービームを検出し、
   前記チャンバは、前記透過性部材が備えられた仕切板（２６）によって仕切られており、
   前記透過性部材は、前記仕切板に交換自在に装着されており、
   前記仕切板をスライドさせることにより、前記透過性部材を前記ハウジング内から引き出し可能であり、
   前記仕切板は、前記仕切板のスライド量を制限するためのストッパ（２８）を備える、ハウジング。
2. （削除）
3. （削除）
4. （削除）
5. 請求項１に記載のハウジングにおいて、
   前記仕切板をスライドさせることにより前記透過性部材を前記ハウジングから引き出した状態において、前記仕切板の一端が前記ハウジングの一方の側から突出しているとともに、前記仕切板の他端が前記ハウジングの他方の側から突出している、ハウジング。
6. 請求項１又は５に記載のハウジングにおいて、
   前記透過性部材が交換される際、前記供給口を介しての前記チャンバ内への前記ガスの供給が継続される、ハウジング。
7. 請求項１、５又は６に記載のハウジングにおいて、
   前記エネルギービームは、レーザビームである、ハウジング。
8. エネルギービームを照射する照射部（３８）と、前記エネルギービームが透過可能な透過性部材が備えられたチャンバを含むハウジングと、前記ハウジングに収容され、前記透過性部材を介して入射する前記エネルギービームを検出するセンサとを備える加工装置（１０）の取扱方法であって、
   前記チャンバは、前記透過性部材が備えられた仕切板によって仕切られており、
   前記透過性部材は、前記仕切板に交換自在に装着されており、
   前記仕切板をスライドさせることにより前記透過性部材を前記ハウジング内から引き出し、前記透過性部材の交換を行い、
   前記ハウジングは、自動で開閉するシャッタ（３４）を備え、
   前記仕切板は、前記シャッタと前記センサとの間に位置し、
   前記透過性部材の交換は、前記シャッタが閉じられている状態で行われる、加工装置の取扱方法。
9. 請求項８に記載の加工装置の取扱方法において、
   前記加工装置は、前記チャンバに備えられた供給口を介して前記チャンバ内にガスを供給するガス供給部（１６）を更に備え、
   前記供給口を介して前記チャンバ内にガスが供給されている状態で、前記仕切板をスライドさせることにより前記透過性部材を前記ハウジング内から引き出し、前記透過性部材の交換を行う、加工装置の取扱方法。
10. （削除）
11. 請求項８又は９に記載の加工装置の取扱方法において、
    前記仕切板の一端が前記ハウジングの一方の側から突出しているとともに、前記仕切板の他端が前記ハウジングの他方の側から突出している状態を維持しつつ、前記仕切板をスライドさせることにより前記透過性部材を前記ハウジングから引き出し、前記透過性部材の交換を行う、加工装置の取扱方法。

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