JP7455289B1 - laser processing equipment - Google Patents

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JP7455289B1 JP2023570066A JP2023570066A JP7455289B1 JP 7455289 B1 JP7455289 B1 JP 7455289B1 JP 2023570066 A JP2023570066 A JP 2023570066A JP 2023570066 A JP2023570066 A JP 2023570066A JP 7455289 B1 JP7455289 B1 JP 7455289B1
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雅也 大橋
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Abstract

レーザ加工装置(100)は、レーザ光(3)をfθレンズ(4)で集光して被加工物(25)に照射するレーザ加工を行う。レーザ加工装置(100)は、保護ウインドウ(5)と、ホルダ(6)と、第一エア(A1)を噴射する第一エアノズル(7)と、第一開口部(12a)および第二開口部(12b)と、第二エア(A2)を噴射する第二エアノズル(9)と、ダクト排気口(11)と、を有する集塵ダクト(12)と、第二エア(A2)を吸引する吸引装置(20)と、を有する集塵装置(40)と、を備える。第一開口部(12a)および第二開口部(12b)は、保護ウインドウ(5)を包囲できる開口形状を有し、第二エアノズル(9)は、保護ウインドウ(5)の直径より広い範囲に対し第二エア(A2)を噴射する。The laser processing device (100) performs laser processing by concentrating a laser beam (3) with an fθ lens (4) and irradiating the laser beam on a workpiece (25). The laser processing device (100) includes a protective window (5), a holder (6), a first air nozzle (7) for spraying a first air (A1), a dust collection duct (12) having a first opening (12a) and a second opening (12b), a second air nozzle (9) for spraying a second air (A2), a duct exhaust port (11), and a dust collection device (40) having a suction device (20) for sucking the second air (A2). The first opening (12a) and the second opening (12b) have an opening shape capable of surrounding the protective window (5), and the second air nozzle (9) sprays the second air (A2) over a range wider than the diameter of the protective window (5).

Description

本開示は、レーザ加工装置に関する。 The present disclosure relates to a laser processing device.

プリント配線基板のような被加工物に高速に穴あけ加工または切断加工を行うレーザ加工装置は、加工ヘッドにレンズおよびレンズを保護する保護ウインドウを搭載している。このようなレーザ加工装置は、レーザ発振器から出力されたレーザ光を集光レンズで集光して、被加工物上にレーザ加工を行う。保護ウインドウは、レーザ加工により発生したスパッタ、妨害ガス、粉塵を遮蔽し、レンズが損傷することを防ぐ。保護ウインドウがスパッタ、妨害ガス、粉塵にさらされると、保護ウインドウの表面が劣化、損傷し、清掃、交換、加工不良などが発生する。 A laser processing device that performs high-speed drilling or cutting on a workpiece such as a printed wiring board has a processing head equipped with a lens and a protective window that protects the lens. Such a laser processing apparatus condenses laser light output from a laser oscillator using a condenser lens to perform laser processing on a workpiece. The protective window blocks out spatter, interfering gas, and dust generated by laser processing, and prevents damage to the lens. When the protective window is exposed to spatter, interfering gases, and dust, the surface of the protective window deteriorates and is damaged, resulting in poor cleaning, replacement, and processing.

特許文献1には、被加工物をレーザ加工する際に飛散するデブリから集光レンズを保護するカバーガラスと、カバーガラスに向かってエアを噴射し、デブリを除去するエア噴射ノズルと、デブリがカバーガラス側に進入することを抑制するダウンフローを生成するダウンフロー生成部と、外気導入路と、吸引流路と、が設けられている。エア噴射ノズルおよびダウンフロー生成部によって上方に飛散したデブリをカバーガラスに到達させることなく下方側に導き、吸引流路に回収している。 Patent Document 1 discloses a cover glass that protects a condensing lens from debris that scatters when laser processing a workpiece, an air injection nozzle that sprays air toward the cover glass to remove debris, and a device that removes debris. A downflow generation section that generates a downflow that suppresses intrusion into the cover glass side, an outside air introduction path, and a suction flow path are provided. Debris scattered upward by the air injection nozzle and downflow generation section is guided downward without reaching the cover glass and collected in the suction channel.

特開2022-046068号公報JP2022-046068A

特許文献1では、外気導入路および吸引流路を含む構成によって外気導入によるエアカーテンを採用しているが、エアの直進性が悪く、風量が少ないため、エアカーテンによる防護能力のばらつきが発生し、保護ウインドウの防護性能が低下する。 Patent Document 1 employs an air curtain that introduces outside air with a configuration that includes an outside air introduction path and a suction flow path, but because the straightness of the air is poor and the air volume is small, variations in the protective ability of the air curtain occur. , the protective performance of the protective window is reduced.

本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、保護ウインドウの防護性能を向上させ、安定したレーザ加工を実現するレーザ加工装置を得ることを目的とする。 The present disclosure has been made in view of the above, and aims to provide a laser processing device that improves the protection performance of a protection window and realizes stable laser processing.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示のレーザ加工装置は、レーザ光を集光レンズで集光して被加工物に照射するレーザ加工を行う。レーザ加工装置は、集光レンズの光路下流側に設けられる保護ウインドウと、集光レンズおよび保護ウインドウを保持するホルダと、保護ウインドウに向けて第一エアを噴射する第一エアノズルと、レーザ光が通過する、第一開口部および第一開口部より光路下流側の第二開口部と、第二エアを噴射する第二エアノズルと、第二エアの回収口であるダクト排気口と、を有する集塵ダクトと、ダクト排気口から第二エアを吸引する吸引装置と、を有する集塵装置と、を備える。第一開口部および第二開口部は、保護ウインドウを包囲できる大きさの開口形状を有する。第二エアノズルは、保護ウインドウの直径より広い範囲に対し第二エアを噴射する。 In order to solve the above-mentioned problems and achieve the purpose, a laser processing apparatus of the present disclosure performs laser processing in which laser light is focused by a condensing lens and irradiated onto a workpiece. The laser processing device includes a protective window provided on the downstream side of the optical path of the condensing lens, a holder that holds the condensing lens and the protective window, a first air nozzle that injects first air toward the protective window, and a laser beam. A collection having a first opening through which the air passes, a second opening on the downstream side of the optical path from the first opening, a second air nozzle that injects the second air, and a duct exhaust port that is a recovery port for the second air. The dust collection device includes a dust duct and a suction device that sucks second air from the duct exhaust port. The first opening and the second opening have opening shapes large enough to surround the protective window. The second air nozzle injects the second air to a wider area than the diameter of the protection window.

本開示のレーザ加工装置によれば、保護ウインドウの防護性能を向上させ、安定したレーザ加工を実現する、という効果を奏する。 According to the laser processing apparatus of the present disclosure, it is possible to improve the protection performance of the protection window and realize stable laser processing.

実施の形態にかかるレーザ加工装置の概略構成を示す図A diagram showing a schematic configuration of a laser processing device according to an embodiment. 実施の形態にかかるレーザ加工装置の集塵ダクトの構成を示す下面図A bottom view showing the configuration of a dust collection duct of the laser processing device according to the embodiment.

以下に、実施の形態にかかるレーザ加工装置を図面に基づいて詳細に説明する。 Below, a laser processing apparatus according to an embodiment will be described in detail based on the drawings.

実施の形態.
図1は、実施の形態にかかるレーザ加工装置100の概略構成を示す図である。図2は、実施の形態にかかるレーザ加工装置100の集塵ダクト12の構成を示す下面図である。レーザ加工装置100は、レーザ発振器1、反射ミラー2、集光レンズとしてのfθレンズ4、保護ウインドウ5、第一ホルダとしてのホルダ6、粉塵センサ13、第二ホルダとしてのZ軸ボックス16、集塵装置40、第一エア供給源としての第一高圧エア供給源21、第二エア供給源としての第二高圧エア供給源22、制御装置24、およびXYテーブル26を備える。集塵装置40は、集塵ダクト12および吸引装置20を有する。レーザ加工装置100は、レーザ光3をfθレンズ4で集光して被加工物25に照射するレーザ加工を行う。図1には、X、Y、Zの座標系が示されている。Z方向は、上下方向として説明するが、他の実施も可能である。
Embodiment.
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a laser processing apparatus 100 according to an embodiment. FIG. 2 is a bottom view showing the configuration of the dust collection duct 12 of the laser processing apparatus 100 according to the embodiment. The laser processing apparatus 100 includes a laser oscillator 1, a reflecting mirror 2, an fθ lens 4 as a condensing lens, a protective window 5, a holder 6 as a first holder, a dust sensor 13, a Z-axis box 16 as a second holder, and a condenser. It includes a dust device 40, a first high pressure air supply source 21 as a first air supply source, a second high pressure air supply source 22 as a second air supply source, a control device 24, and an XY table 26. The dust collector 40 has a dust collection duct 12 and a suction device 20. The laser processing apparatus 100 performs laser processing in which a laser beam 3 is focused by an fθ lens 4 and irradiated onto a workpiece 25 . In FIG. 1, an X, Y, Z coordinate system is shown. Although the Z direction will be described as an up-down direction, other implementations are also possible.

レーザ発振器1は、レーザ光3をパルス波として出射する。レーザ発振器1から出射されたレーザ光3は、反射ミラー2を介して、fθレンズ4に導かれる。反射ミラー2はレーザ光3を反射して光路の下流へ導く。反射ミラー2は、レーザ加工装置100内の光路上の種々の位置に配置されている。 A laser oscillator 1 emits laser light 3 as a pulse wave. Laser light 3 emitted from laser oscillator 1 is guided to fθ lens 4 via reflection mirror 2 . The reflecting mirror 2 reflects the laser beam 3 and guides it downstream of the optical path. The reflecting mirrors 2 are arranged at various positions on the optical path within the laser processing apparatus 100.

fθレンズ4は、被加工物25上にレーザ光3を集光させる。加工対象である被加工物25は、XYテーブル26に載置されている。被加工物25は、例えば、プリント配線基板である。XYテーブル26は、図示しない駆動機構によってX方向およびY方向の二次元方向に移動可能である。レーザ光3を被加工物25に照射することで、被加工物25を穴あけ加工または切断加工する。 The fθ lens 4 focuses the laser beam 3 onto the workpiece 25. A workpiece 25 to be processed is placed on an XY table 26 . The workpiece 25 is, for example, a printed wiring board. The XY table 26 is movable in the two-dimensional directions of the X direction and the Y direction by a drive mechanism (not shown). By irradiating the workpiece 25 with the laser beam 3, the workpiece 25 is drilled or cut.

Z軸ボックス16内にホルダ6が収納固定されている。ホルダ6は、例えば、円筒形状である。ホルダ6の内側に、fθレンズ4および保護ウインドウ5が取り付けられており、ホルダ6はfθレンズ4および保護ウインドウ5を保持する。保護ウインドウ5は、fθレンズ4より光路下流側である下側に設けられている。保護ウインドウ5は、fθレンズ4と被加工物25との間に設けられている。保護ウインドウ5は被加工物25の加工中に発生したスパッタB1、妨害ガスB2、あるいは粉塵B3を遮蔽し、fθレンズ4を防護する。 A holder 6 is housed and fixed within the Z-axis box 16. The holder 6 has, for example, a cylindrical shape. The fθ lens 4 and the protective window 5 are attached to the inside of the holder 6, and the holder 6 holds the fθ lens 4 and the protective window 5. The protective window 5 is provided below the fθ lens 4 on the downstream side of the optical path. The protective window 5 is provided between the fθ lens 4 and the workpiece 25. The protective window 5 shields spatter B1, interfering gas B2, or dust B3 generated during processing of the workpiece 25, and protects the fθ lens 4.

ホルダ6の側面には、複数の第一エアノズル7が設けられている。複数の第一エアノズル7は、第一エア配管18を介して第一高圧エア供給源21に接続されている。第一エアノズル7は、保護ウインドウ5に向けて第一エアA1を噴射する。すなわち、複数の第一エアノズル7は、斜め下方から第一エアA1を保護ウインドウ5の方向に高圧エアを噴射するよう、保護ウインドウ5より下方に設けられ、かつ斜めに傾斜されている。これにより、保護ウインドウ5を冷却し、レーザ光3の入熱による保護ウインドウ5の屈折率変化、およびそれに伴う加工不良を防ぐ。保護ウインドウ5で反射された第一エアA1は、下方へ方向転換し、被加工物25から発生したスパッタB1、妨害ガスB2、あるいは粉塵B3を下方へ押し戻す。 A plurality of first air nozzles 7 are provided on the side surface of the holder 6. The plurality of first air nozzles 7 are connected to a first high-pressure air supply source 21 via a first air pipe 18. The first air nozzle 7 injects first air A1 toward the protection window 5. That is, the plurality of first air nozzles 7 are provided below the protection window 5 and are inclined obliquely so that the first air A1 is injected with high pressure air in the direction of the protection window 5 from diagonally downward. This cools the protective window 5 and prevents a change in the refractive index of the protective window 5 due to heat input from the laser beam 3 and processing defects caused by the change. The first air A1 reflected by the protection window 5 changes its direction downward and pushes back the spatter B1, interference gas B2, or dust B3 generated from the workpiece 25 downward.

ホルダ6の下側には、スパッタB1、妨害ガスB2、あるいは粉塵B3を外部に放出させないための集塵ダクト12が設けられている。集塵ダクト12は、第一ボルト接合部14、第二ボルト接合部15によりZ軸ボックス16の下側に取り付けられており、ホルダ6とは接触していない。すなわち、ホルダ6と集塵ダクト12とは、隙間8が設けられている。集塵ダクト12とホルダ6との直接的な接触を防ぐことで、後述する吸引装置20の負圧振動がfθレンズ4に伝播することを防ぐ。第一ボルト接合部14および第二ボルト接合部15の上下方向のナット位置を調整することで集塵ダクト12とZ軸ボックス16との距離を調整することができる。 A dust collection duct 12 is provided below the holder 6 to prevent spatter B1, interfering gas B2, or dust B3 from being released to the outside. The dust collection duct 12 is attached to the lower side of the Z-axis box 16 by a first bolt joint 14 and a second bolt joint 15, and is not in contact with the holder 6. That is, a gap 8 is provided between the holder 6 and the dust collection duct 12. By preventing direct contact between the dust collection duct 12 and the holder 6, negative pressure vibrations of the suction device 20, which will be described later, are prevented from propagating to the fθ lens 4. The distance between the dust collection duct 12 and the Z-axis box 16 can be adjusted by adjusting the vertical nut positions of the first bolt joint 14 and the second bolt joint 15.

集塵ダクト12は、レーザ光3が被加工物25に照射可能なように、上側にレーザ光3が通過する第一開口部12aを有し、下側にレーザ光3が通過する第二開口部12bを有する。第一開口部12aおよび第二開口部12bは、レーザ光3の光軸に垂直な開口を有する。図2では、集塵ダクト12を下側から見た状態が示されている。集塵ダクト12は、第二エアA2の噴出口である第二エアノズル9と、第二エアA2の回収口であるダクト排気口11とを備える。第二エアノズル9は第二エア配管19を介して第二高圧エア供給源22に接続されている。第二高圧エア供給源22から第二エア配管19を介して第二エアノズル9に清浄な第二エアA2が供給される。清浄な第二エアA2は、第二エアノズル9から集塵ダクト12内にレーザ光3と交差するようにX方向に噴射される。 The dust collecting duct 12 has a first opening 12a on the upper side through which the laser beam 3 passes, and a second opening through which the laser beam 3 passes on the lower side so that the laser beam 3 can irradiate the workpiece 25. It has a section 12b. The first opening 12a and the second opening 12b have openings perpendicular to the optical axis of the laser beam 3. FIG. 2 shows the dust collection duct 12 viewed from below. The dust collection duct 12 includes a second air nozzle 9 that is a spout of the second air A2, and a duct exhaust port 11 that is a recovery port of the second air A2. The second air nozzle 9 is connected to a second high-pressure air supply source 22 via a second air pipe 19. Clean second air A2 is supplied from the second high-pressure air supply source 22 to the second air nozzle 9 via the second air pipe 19. Clean second air A2 is injected from the second air nozzle 9 into the dust collecting duct 12 in the X direction so as to intersect with the laser beam 3.

図2に示すように、第二エアノズル9はY方向に長く延びる開口部を持っており、第二エアノズル9の開口部のY方向の長さは、保護ウインドウ5の直径より大きい。すなわち、第二エアノズル9は保護ウインドウ5の直径より広い範囲に対し第二エアA2を保護ウインドウ5の表面に沿って噴射している。このため、保護ウインドウ5の外径よりも広範囲に、保護ウインドウ5に平行な第二エアA2を第二エアノズル9から噴射することができる。第二エアノズル9は、Z方向に対する角度調整機構を有しており、最適なエア出射角度に調整することができる。ダクト排気口11は、図2に示すように、第二エアノズル9と同様、Y方向に長く延びる開口部としたほうが、望ましい。 As shown in FIG. 2, the second air nozzle 9 has an opening extending in the Y direction, and the length of the opening of the second air nozzle 9 in the Y direction is larger than the diameter of the protective window 5. That is, the second air nozzle 9 injects the second air A2 along the surface of the protective window 5 to a wider range than the diameter of the protective window 5. Therefore, the second air A2 parallel to the protection window 5 can be injected from the second air nozzle 9 over a wider range than the outer diameter of the protection window 5. The second air nozzle 9 has an angle adjustment mechanism with respect to the Z direction, and can be adjusted to an optimal air emission angle. As shown in FIG. 2, the duct exhaust port 11 is desirably an opening that extends long in the Y direction, similar to the second air nozzle 9.

ダクト排気口11は、エア配管17を経由して吸引装置20に接続されている。吸引装置20は、吸引力(負圧力)を発生させる。吸引装置20は、ダクト排気口11から負圧A3を発生させ、集塵ダクト12内のスパッタB1、妨害ガスB2、粉塵B3を集塵する。このように、第二エアノズル9、ダクト排気口11、および吸引装置20によってエアカーテン機能を実現している。 The duct exhaust port 11 is connected to a suction device 20 via an air pipe 17. The suction device 20 generates suction force (negative pressure). The suction device 20 generates a negative pressure A3 from the duct exhaust port 11, and collects spatter B1, interfering gas B2, and dust B3 in the dust collection duct 12. In this way, the second air nozzle 9, the duct exhaust port 11, and the suction device 20 realize the air curtain function.

図2に示すように、上側の第一開口部12aは円形形状を呈し、下側の第二開口部12bは半円形状と矩形形状と組み合わせた形状を呈している。上側の第一開口部12aは、保護ウインドウ5の直径より大きな直径を有する円形形状を持つ。下側の第二開口部12bは、左側(-X側)に保護ウインドウ5の直径より大きな直径を有する半円形状を有し、右側(+X側)に保護ウインドウ5の直径より大きなY方向の2辺および保護ウインドウ5の半径より大きなX方向の2辺を有する矩形形状を持つ。このように、第一開口部12aおよび第二開口部12bは、保護ウインドウ5を包囲できる大きさの開口形状を有している。 As shown in FIG. 2, the first opening 12a on the upper side has a circular shape, and the second opening 12b on the lower side has a shape that is a combination of a semicircular shape and a rectangular shape. The upper first opening 12a has a circular shape with a diameter larger than the diameter of the protective window 5. The lower second opening 12b has a semicircular shape with a diameter larger than the diameter of the protective window 5 on the left side (-X side), and has a semicircular shape with a diameter larger than the diameter of the protective window 5 on the right side (+X side). It has a rectangular shape with two sides and two sides in the X direction that are larger than the radius of the protection window 5. In this way, the first opening 12a and the second opening 12b have an opening shape large enough to surround the protective window 5.

図2に示すように、第二開口部12bは、保護ウインドウ5をY方向に延びる中心線30から左側(-X側)の開口領域の面積より、中心線30から右側(+X側)の開口領域の面積のほうが大きく形成されている。第二開口部12bに関しては、中心線30よりダクト排気口11側の開口面積が、中心線30より第二エアノズル9側の開口面積よりも大きく形成されていれば、中心線30よりダクト排気口11側の開口形状および中心線30より第二エアノズル9側の開口形状は他の形状を採用してもよい。中心線30は、レーザ光3が通過するX方向の位置から±Y方向に延びる直線である。中心線30は、保護ウインドウ5の円中心から±Y方向に延びる直線であるとも言え、第一開口部12aが円形形状を呈している場合、第一開口部12aの円中心から±Y方向に延びる直線であるとも言える。 As shown in FIG. 2, the second opening 12b is an opening on the right side (+X side) from the center line 30 than the area of the opening area on the left side (-X side) from the center line 30 extending in the Y direction of the protective window 5. The area of the region is larger. Regarding the second opening 12b, if the opening area on the duct exhaust port 11 side from the center line 30 is formed larger than the opening area on the second air nozzle 9 side from the center line 30, then the duct exhaust port Other shapes may be adopted for the opening shape on the 11 side and the opening shape on the second air nozzle 9 side from the center line 30. The center line 30 is a straight line extending in the ±Y direction from the position in the X direction through which the laser beam 3 passes. The center line 30 can also be said to be a straight line extending in the ±Y direction from the circle center of the protective window 5, and when the first opening 12a has a circular shape, the center line 30 extends in the ±Y direction from the circle center of the first opening 12a. It can also be said that it is a straight line that extends.

粉塵センサ13は、集塵ダクト12内の粉塵量を計測する。計測する粉塵は、スパッタB1、妨害ガスB2、あるいは粉塵B3を含む。粉塵センサ13は、ダクト排気口11の近傍に設けた方が望ましい。粉塵センサ13の計測量は、制御装置24に入力される。制御装置24は、粉塵センサ13、吸引装置20、第一高圧エア供給源21、第二高圧エア供給源22、に接続されている。制御装置24は、レーザ加工の加工条件、被加工物25の情報である加工ワーク情報を保存している。加工ワーク情報は、加工ワークの材質、厚みなどを含む。制御装置24は、粉塵センサ13の計測値、レーザ加工の加工条件、加工ワーク情報に基づき、第一高圧エア供給源21による第一エアノズル7の風量、第二高圧エア供給源22による第二エアノズル9の風量、吸引装置20の吸引力(負圧力)を制御する。 The dust sensor 13 measures the amount of dust in the dust collection duct 12. The dust to be measured includes sputter B1, interfering gas B2, or dust B3. It is preferable that the dust sensor 13 be provided near the duct exhaust port 11. The amount measured by the dust sensor 13 is input to the control device 24 . The control device 24 is connected to the dust sensor 13, the suction device 20, the first high pressure air supply source 21, and the second high pressure air supply source 22. The control device 24 stores processing conditions for laser processing and workpiece information that is information about the workpiece 25. The processed work information includes the material, thickness, etc. of the processed work. The control device 24 controls the air volume of the first air nozzle 7 by the first high-pressure air supply source 21 and the second air nozzle by the second high-pressure air supply source 22 based on the measured value of the dust sensor 13, the processing conditions of the laser processing, and the processed workpiece information. 9 and the suction force (negative pressure) of the suction device 20.

実施の形態では、第一開口部12aおよび第二開口部12bは、保護ウインドウ5を包囲できる大きさの開口形状を有している。また、第二エアノズル9は、保護ウインドウ5の直径より広い範囲に対し第二エアA2を保護ウインドウ5の表面に沿って噴射している。このため、実施の形態では、第二エアA2の直進性が向上し、風量が多くなり、エアカーテンによる防護能力が安定化し、エアカーテンによる保護ウインドウ5の防護性能が向上する。 In the embodiment, the first opening 12a and the second opening 12b have an opening shape large enough to surround the protective window 5. Further, the second air nozzle 9 injects the second air A2 along the surface of the protective window 5 to an area wider than the diameter of the protective window 5. Therefore, in the embodiment, the straightness of the second air A2 is improved, the air volume is increased, the protection ability of the air curtain is stabilized, and the protection ability of the protection window 5 by the air curtain is improved.

さらに、第二開口部12bにおいては、中心線30よりダクト排気口11側の開口面積が、中心線30より第二エアノズル9側の開口面積よりも大きく形成しているので、集塵ダクト12内のダクト排気口11側での乱流発生を抑制でき、集塵効率、エアカーテン強度が低下することを防ぐことができる。 Furthermore, in the second opening 12b, the opening area on the duct exhaust port 11 side from the center line 30 is formed larger than the opening area on the second air nozzle 9 side from the center line 30, so that the inside of the dust collection duct 12 The generation of turbulence on the side of the duct exhaust port 11 can be suppressed, and the dust collection efficiency and air curtain strength can be prevented from decreasing.

また、実施の形態では、集塵ダクト12とホルダ6との間に隙間8が設けられ、集塵ダクト12とホルダ6との直接的な接触を防止している。このため、吸引装置20の負圧振動がfθレンズ4に伝播することを防ぐことができ、加工不具合を防止することができる。 Further, in the embodiment, a gap 8 is provided between the dust collection duct 12 and the holder 6 to prevent direct contact between the dust collection duct 12 and the holder 6. Therefore, it is possible to prevent the negative pressure vibration of the suction device 20 from propagating to the fθ lens 4, and it is possible to prevent processing defects.

また、実施の形態では、第一高圧エア供給源21および第二高圧エア供給源22から清浄な第一エアA1および第二エアA2を供給しているので、外気にスパッタ、妨害ガス、粉塵が充満している場合でも、清浄な第一エアA1および第二エアA2を供給でき、保護ウインドウ5が損傷するリスクを下げることができる。 In addition, in the embodiment, since clean first air A1 and second air A2 are supplied from the first high-pressure air supply source 21 and the second high-pressure air supply source 22, spatter, interfering gas, and dust are removed from the outside air. Even when the window is full, clean first air A1 and second air A2 can be supplied, and the risk of damage to the protection window 5 can be reduced.

また、実施の形態では、制御装置24は、粉塵センサ13の計測値、レーザ加工の加工条件、加工ワーク情報に基づき、第一高圧エア供給源21による第一エアノズル7の風量、第二高圧エア供給源22による第二エアノズル9の風量、吸引装置20の吸引力(負圧力)を制御しているので、保護ウインドウ5の防護能力を最適化することが可能である。加工条件、加工ワーク、工場環境が変化した際に、保護ウインドウ5の防護能力を最適化することで、保護ウインドウ5の損傷、環境中あるいは被加工物25上にスパッタB1、妨害ガスB2、粉塵B3が滞留することを防ぐことができる。 Further, in the embodiment, the control device 24 controls the air volume of the first air nozzle 7 by the first high-pressure air supply source 21 and the second high-pressure air flow rate based on the measured value of the dust sensor 13, the processing conditions of the laser processing, and the processed workpiece information. Since the air volume of the second air nozzle 9 and the suction force (negative pressure) of the suction device 20 are controlled by the supply source 22, it is possible to optimize the protection ability of the protection window 5. By optimizing the protective ability of the protective window 5 when the machining conditions, workpiece, or factory environment changes, damage to the protective window 5, spatter B1, interfering gas B2, and dust in the environment or on the workpiece 25 can be avoided. It is possible to prevent B3 from remaining.

以上の実施の形態に示した構成は、本開示の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、実施の形態同士を組み合わせることも可能であるし、本開示の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。 The configurations shown in the embodiments above are examples of the content of the present disclosure, and can be combined with other known techniques, or the embodiments can be combined with each other, It is also possible to omit or change a part of the configuration without departing from the gist of the present disclosure.

1 レーザ発振器、2 反射ミラー、3 レーザ光、4 fθレンズ、5 保護ウインドウ、6 ホルダ、7 第一エアノズル、8 隙間、9 第二エアノズル、11 ダクト排気口、12 集塵ダクト、12a 第一開口部、12b 第二開口部、13 粉塵センサ、14 第一ボルト接合部、15 第二ボルト接合部、16 Z軸ボックス、17 エア配管、18 第一エア配管、19 第二エア配管、20 吸引装置、21 第一高圧エア供給源、22 第二高圧エア供給源、24 制御装置、25 被加工物、26 XYテーブル、30 中心線、40 集塵装置、100 レーザ加工装置、A1 第一エア、A2 第二エア、B1 スパッタ、B2 妨害ガス、B3 粉塵。 1 Laser oscillator, 2 Reflection mirror, 3 Laser beam, 4 fθ lens, 5 Protective window, 6 Holder, 7 First air nozzle, 8 Gap, 9 Second air nozzle, 11 Duct exhaust port, 12 Dust collection duct, 12a First opening part, 12b second opening, 13 dust sensor, 14 first bolt joint, 15 second bolt joint, 16 Z-axis box, 17 air piping, 18 first air piping, 19 second air piping, 20 suction device , 21 first high pressure air supply source, 22 second high pressure air supply source, 24 control device, 25 workpiece, 26 XY table, 30 center line, 40 dust collector, 100 laser processing device, A1 first air, A2 Secondary air, B1 spatter, B2 interfering gas, B3 dust.

Claims (8)

レーザ光を集光レンズで集光して被加工物に照射するレーザ加工を行うレーザ加工装置であって、
前記集光レンズの光路下流側に設けられる保護ウインドウと、
前記集光レンズおよび前記保護ウインドウを保持するホルダと、
前記保護ウインドウに向けて第一エアを噴射する第一エアノズルと、
前記レーザ光が通過する、第一開口部および前記第一開口部より光路下流側の第二開口部と、第二エアを噴射する第二エアノズルと、前記第二エアの回収口であるダクト排気口と、を有する集塵ダクトと、前記ダクト排気口から前記第二エアを吸引する吸引装置と、を有する集塵装置と、を備え、
前記第一開口部および前記第二開口部は、前記保護ウインドウを包囲できる大きさの開口形状を有し、
前記第二エアノズルは、前記保護ウインドウの直径より広い範囲に対し前記第二エアを噴射する
ことを特徴とするレーザ加工装置。
A laser processing device that performs laser processing by condensing laser light with a condensing lens and irradiating it onto a workpiece,
a protective window provided on the downstream side of the optical path of the condensing lens;
a holder that holds the condenser lens and the protective window;
a first air nozzle that injects first air toward the protective window;
A first opening through which the laser beam passes, a second opening on the downstream side of the optical path from the first opening, a second air nozzle that injects second air, and a duct exhaust that is a recovery port for the second air. a dust collection device having a dust collection duct having a mouth, and a suction device that sucks the second air from the duct exhaust port,
The first opening and the second opening have an opening shape large enough to surround the protective window,
The laser processing apparatus is characterized in that the second air nozzle injects the second air to a wider range than the diameter of the protection window.
前記第二エアノズルは、前記保護ウインドウの表面に沿って前記第二エアを噴射する
ことを特徴とする請求項1に記載のレーザ加工装置。
The laser processing apparatus according to claim 1, wherein the second air nozzle injects the second air along the surface of the protection window.
前記第二開口部は、中心線から前記ダクト排気口側の開口面積が前記中心線から前記第二エアノズル側の開口面積よりも大きい
ことを特徴とする請求項1に記載のレーザ加工装置。
The laser processing apparatus according to claim 1 , wherein the second opening has a larger opening area on the duct exhaust port side from the center line than on the second air nozzle side from the center line.
前記ホルダである第一ホルダは、第二ホルダに収納固定され、
前記集塵ダクトは、前記第一ホルダと間隔をおいて、前記第二ホルダの光路下流側に固定されている
ことを特徴とする請求項1に記載のレーザ加工装置。
The first holder, which is the holder, is housed and fixed in a second holder,
The laser processing apparatus according to claim 1 , wherein the dust collection duct is fixed to the downstream side of the optical path of the second holder at a distance from the first holder.
前記第一エアノズルに対し清浄な前記第一エアを供給する第一エア供給源と、
前記第二エアノズルに対し清浄な前記第二エアを供給する第二エア供給源と、を備える
ことを特徴とする請求項1に記載のレーザ加工装置。
a first air supply source that supplies the first clean air to the first air nozzle;
The laser processing apparatus according to claim 1, further comprising: a second air supply source that supplies the second clean air to the second air nozzle.
前記集塵ダクト内の粉塵量を計測する粉塵センサと、
前記粉塵センサの計測値、前記レーザ加工の加工条件、前記被加工物の情報に基づき、前記第一エアノズルの風量、前記第二エアノズルの風量、前記集塵装置の吸引力を制御する制御装置と、を備える
ことを特徴とする請求項1に記載のレーザ加工装置。
a dust sensor that measures the amount of dust in the dust collection duct;
a control device that controls the air volume of the first air nozzle, the air volume of the second air nozzle, and the suction force of the dust collector based on the measurement value of the dust sensor, the processing conditions of the laser processing, and information on the workpiece; The laser processing apparatus according to claim 1 , comprising the following.
前記第二ホルダと前記集塵ダクトとの間の距離を調整する機構を有する
ことを特徴とする請求項4に記載のレーザ加工装置。
The laser processing apparatus according to claim 4, further comprising a mechanism for adjusting a distance between the second holder and the dust collection duct.
前記第二エアの、前記保護ウインドウの表面に垂直な方向に対する角度を調整する機構を有する
ことを特徴とする請求項1から7の何れか一つに記載のレーザ加工装置。
The laser processing apparatus according to any one of claims 1 to 7, further comprising a mechanism for adjusting an angle of the second air with respect to a direction perpendicular to a surface of the protection window.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010113244A1 (en) 2009-03-31 2010-10-07 トヨタ自動車株式会社 Laser beam machining device
WO2017203862A1 (en) 2016-05-23 2017-11-30 パナソニックIpマネジメント株式会社 Laser welding device and laser welding method
JP2021109183A (en) 2020-01-07 2021-08-02 株式会社東京精密 Condenser lens unit and laser processing device

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010113244A1 (en) 2009-03-31 2010-10-07 トヨタ自動車株式会社 Laser beam machining device
WO2017203862A1 (en) 2016-05-23 2017-11-30 パナソニックIpマネジメント株式会社 Laser welding device and laser welding method
JP2021109183A (en) 2020-01-07 2021-08-02 株式会社東京精密 Condenser lens unit and laser processing device

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