JPH0551397B2

JPH0551397B2 -

Info

Publication number: JPH0551397B2
Application number: JP58158585A
Authority: JP
Inventors: Tatsumi Takahashi
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 1983-08-30
Filing date: 1983-08-30
Publication date: 1993-08-02
Also published as: JPS6049888A

Description

【発明の詳細な説明】（技術分野）本発明は炭酸ガス等のレーザー光を用いたレー
ザー断裁装置に関するものであり、断裁時に生じ
る被断裁物の破片や溶融物により被断裁物が汚染
もしくは損傷することなく、かつ、断裁時に発生
したガスの捕集も効率的に行なえる、改良された
レーザー断裁装置に関する。

（従来技術）レーザー断裁装置は光学系を通してレーザー光
を集光させ、被断裁物の微小面積部分に高エネル
ギーを与えることにより、被断裁物を溶融もしく
は蒸発させて断裁するものである。

レーザー断裁装置は回転刃を使用する断裁装置
にくらべ、使用時に発生する断裁滓が少ない利点
があるが、未だ次のような、の欠点を有して
いる。

断裁滓の除去が完全ではないので、断裁滓が
被断裁物に付着するのを防止しきれず、特に精
密部品や光学部品では支障があること。同様な
ことは溶融によつて生じる溶融物についても言
える。

被断裁物より発生する分解ガスの捕集は被断
裁物の下方に設置されたフードで排気する程度
でしか行なわれていないので完全でないこと。

上記、の欠点は、従来、被断裁物がレーザ
ー光によつて過度に昇温するのを避けるため不活
性ガス（例えば窒素ガス）をレーザー光に照射さ
れる部位に高圧で吹きつけていることによつて助
長されているが、不活性ガスの使用は被断裁物の
非断裁物の溶融、劣化を防ぐ意義を有しているの
で、省略する訳には行かない。

しかしながら上記、の欠点は従来、それほ
ど問題視されていない。それはレーザー断裁装置
がまだ実験段階のものであり、長時間の連続使用
については検討されておらず、又、被断裁物も合
板、鉄板のごとく、表面の汚染が問題にならない
ものが多かつたためである。

しかし、近年、レーザー断裁装置が精密部品や
光学部品に利用されるようになり、上記の欠点が
製品の性能に支障を与えることが多くなり、改善
が望まれるようになつている。

（発明の目的）従つて、本発明は従来のレーザー断裁装置にお
ける不活性ガスの吹き付けをそのまま行ないつ
つ、発生する断裁滓、溶融物、および分解ガスを
有効に除去、もしくは捕集し、かつ、、排気フー
ドの減圧による被断裁物の変形を少なくするレー
ザー断裁装置を提供するものである。

（発明の構成）本発明のレーザー断裁装置は、レーザー光発振
器・発振器駆動電源・レーザー光集光用光学系と
からなるレーザー光源が被断裁物を載置するため
の定盤上に配置され、前記レーザー光源と前記定
盤とは水平方向に相対的に移動可能となつてお
り、前記レーザー光源のレーザー光出口から被断
裁物の近傍は上部排気フードで覆われており、前
記定盤上には、表面に被断裁物の断裁線に沿つて
形成された溝を有する下部排気フードが設置され
ており、前記下部排気フードには吸気孔、排気孔
が設けられており、かつ、前記上部・下部排気フ
ードには排気フアンが連結されていることを特徴
とするものである。

第１図はレーザー断裁装置の原理を示すための
概要図であつて、電源により駆動された発振器よ
り発したレーザー光１はミラー２、レンズ３を通
過して所定の方向に反射及び集光され、Ｘ−Ｙテ
ーブル４上の被断裁物５に照射される。この例で
はテーブル４を水平方向に移動させることによ
り、被断裁物を所定の形状に断裁するが、逆にテ
ーブル４を固定しておき、ミラー２及びレンズ３
を移動させてもよい。

第２図は、第１図に示したレーザー断裁装置の
レンズ３から被断裁物５に至る間の排気に関与す
る上部排気フードの断面を示す説明図である。上
部排気フード１０は水平断面が正方形の角柱状の
箱の形状とするか、もしくは水平断面が円形の円
柱状の形状とするとよく、フード１０は管１１、
バルブ１２を介して排気フアンに連結されている
と共にノズル１３がフードの上部より挿入されて
いる。ノズル１３は集光されたレーザー光がその
中心を通り、ノズル１３下部より出射し、又、ノ
ズル１３内には不活性ガス（例えば窒素ガス）の
高圧ガスが導入され、レーザー光の出射光と共に
被断裁物５に当たるように構成されている。上部
フード１０の直径は排気の効率、取り扱い作業の
容易さ等の観点から20cm〜50cm、より好ましくは
25cm〜40cmである。又、フード１の下端と被断裁
物との距離は0.5〜30mm、好ましくは５〜15mmで
あり、排気の効率の点を除けば被断裁物５から離
した方が使いやすい。

第３図は下部排気フードの平面図、第４図は下
部排気フードの使用状態の断面を説明する図であ
る。

第３図の下部排気フード２０はＸ−Ｙテーブル
４上に設置するため、たとえば平板の表面に溝２
１が設けてある。ここでは溝２１は被断裁物を長
方形に断裁するようフード２０の周囲に沿つて長
方形に設けてある。溝２１からフード２０の側面
２２にかけては排気孔２３が設けてありパイプ２
４、バルブ２５を介して排気フアンに連結してあ
る。従つてノズル１３より出たレーザー光によつ
て断裁された箇所において溝２１中に到達した分
解ガスや断裁滓は排気孔２３を経由して排気され
る。

ここで排気速度は６〜９ｍ／sec、好ましくは
９〜13ｍ／secであり、又、溝の巾はレーザーの
断裁巾がレーザー出力500Wの場合、0.1〜1.0mm
であることから３〜10mmとするのがよい。

又、フード２０の排気孔２３とは反対の位置に
吸気孔２６を設けておくとよく、このようにする
と、溝２１内の減圧効果が上がるだけで空気の移
動が少なくなる点が解消されるので、排気の効率
が向上する。

なお、被断裁物５と排気フード２０の密着はク
ツシヨン材２７を介し、かつ、排気フード表面に
エアチヤツクなどの吸盤を用いて行なうとよく、
エアチヤツクの作動は減圧電磁弁を用いて行なえ
ばよい。

排気フード２０は適宜な材料を用いて作製する
ことができるが、溝２１の底部は断裁時にレーザ
ー光が直接に当たるため、レーザー光照射に耐え
ると共にレーザー光の反射を防止しうるものであ
ることが望ましく、鉄、アルミニウムなどをサン
ドブラスト法等により粗面化したものやセラミツ
クとすることがよい。金属の鏡面、特に銅を用い
るとレーザー光が反射し、作業者にとつて危険で
あるばかりでなく、被断裁物５に裏面から再度作
用する恐れがある。

上記した下部排気フード２０はＸ−Ｙテーブル
上に固定して使用すればよいが、勿論、光源側が
可動でテーブルが動かない装置に取り付けてもよ
く、従つてビーム固定式、ビーム移動式のいずれ
のレーザー断裁装置にも使用できる。上部排気フ
ードについても両方式に使用できるので、結局、
本発明は両方式のいずれにも適用できる。

又、以上の説明では省略したが、排気された空
気中の粉塵などの固型物は予めフイルターを用い
て取り除き、更に被断裁物より発生した分解ガス
は、例えばポリ塩化ビニル樹脂であれば塩化水素
ガスを処理するスクラバーを用い、アクリル板等
を切断するときに発生するモノマーの臭気は触媒
型燃焼脱臭装置を用いて除去するとよい。

（発明の効果）以上の本発明によれば、従来のレーザー断裁装
置の断裁方式そのものは維持しつつも、下部排気
フードの溝に排気孔と共に吸気孔を設けることに
より、被断裁物の断裁線に沿つて形成された溝内
での空気の移動が大きくなるため、排気孔のみか
ら単に減圧集塵するのに比べ排気効率が高くな
り、レーザー光により被断裁物を断裁した時に発
生する断裁滓、溶融物、および分解ガスの除去、
捕集の効率が高くなると共に、吸排気の圧力が調
整され、レーザー断裁の初期においても減圧によ
る変形を少なくし、断裁精度を向上することがで
きるので、精密部品や光学部品の断裁に最適であ
る。

以下に本発明のレーザー断裁装置を実際に使用
した場合の例を述べる。

＜使用例＞被断裁物のしては厚み３mmのアクリル樹脂板を
用い、980×1300mmの原板を968×1250mmになるよ
う四方を断裁した。

光源として炭酸ガスレーザーを用い、出力を
500Wに調整し、ｆ＝100mmのレンズによりアクリ
ル板上に焦点を結ばせて使用した。

断裁側度は８ｍ／分とし、上部排気フードの排
気速度は1.2ｍ／分、下部排気フードは9.5ｍ／分
とし、上下合計した排気量は、５m³／分とした。

この結果、作業環境の臭気に関しては、三点比
較式臭袋法テストでの評価結果が10であり、捕集
装置で3000、脱臭後は47であつて、この程度の処
理風量でも安全・公害防止の基準を満たしている
ことがわかつた。

又、このとき、被断裁物の表面には粉塵の付着
や汚れが発生せず、100枚断裁後、排気フアンの
フイルター面に粉塵が付着していることが確認さ
れた。

【図面の簡単な説明】

第１図はレーザー断裁載置の原理を示すための
説明図、第２図は上部排気フードの説明図、第３
図は下部排気フードの説明図、第４図は下部排気
フードの使用状態の説明図である。１……レーザー光、２……ミラー、３……光学
系、４……被断裁物、５……Ｘ−Ｙテーブル、１
０……上部排気フード、１１……管、１２……バ
ルブ、１３……ノズル、２０……下部排気フー
ド、２１……溝、２２……側面、２３……排気
孔、２４……パイプ、２５……バルブ、２６……
吸気孔、２７……クツシヨン材。

Claims

【特許請求の範囲】

１レーザー光発振器・発振器駆動電源・レーザ
ー光集光用光学系とからなるレーザー光源が被断
裁物を載置するための定盤上に配置され、前記レ
ーザー光源と前記定盤とは水平方向に相対的に移
動可能となつており、前記レーザー光源のレーザ
ー光出口から被断裁物の近傍は上部排気フードで
覆われており、前記定盤上には、表面に被断裁物
の断裁線に沿つて形成された溝を有する下部排気
フードが設置されており、前記下部排気フードに
は吸気孔、排気孔が設けられており、かつ、前記
上部・下部排気フードには排気フアンが連結され
ていることを特徴とするレーザー断裁装置。