JPH07328784A - レーザ加工機における光路系の保護方法及び装置並びに同装置を備えてなるレーザ加工機 - Google Patents
レーザ加工機における光路系の保護方法及び装置並びに同装置を備えてなるレーザ加工機Info
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Abstract
化防止を図ることを目的とする。 【構成】 上記目的を達成するために、レーザ加工機に
おける光路系の保護方法にして、空気中の窒素と酸素と
を分離可能な分離装置へ圧縮空気を供給する(a)工程
と、上記分離装置によって分離された窒素リッチガス
を、レーザ加工機における光路カバー内へ導入し、上記
光路カバー内を外気圧より高圧に保持する(b)工程よ
りなる保護方法である。また、レーザ加工機における光
路系の保護を行う装置にして、圧縮空気中の塵埃を除去
するフィルタと、このフィルタを通過した後の空気中の
窒素と酸素とを分離する分離装置と、上記分離装置によ
って分離された窒素リッチガスを、レーザ加工機におけ
る光路カバー内へ導く導管と、を備えてなるものであ
る。
Description
光路系の保護方法及び装置並びに同装置を備えてなるレ
ーザ加工機に関する。
振器とレーザ加工ヘッドを備えており、上記レーザ発振
器とレーザ加工ヘッドとの間には、レーザ発振器からの
レーザビームをレーザ加工ヘッドへ導くための複数ベン
ドミラーが配置してある。
至るレーザビームの通路は光路系と呼称され、危険防止
および防塵を図るために、上記光路系はパイプ部材によ
って外気と区画してあるのが一般的である。
おいては、レーザ発振器からレーザ加工ヘッドに至る光
路長が変化するので、例えば蛇腹、テレスコピックチュ
ーブ等を使用した構成となっている。
防止すべく、ドライエアユニットによって清浄し乾燥し
た空気を前記光路系内へ供給し、前記ベンドミラー,レ
ンズ等の光学部品の保護を図っている。
成においては、清浄しかつ乾燥した空気を光路系内へ供
給することによって外気の侵入を防止しているので、光
路系内は外気に比較して塵埃等が極めて少ないものの、
前記空気中に含まれる酸素、微量水分によって、光学部
品は長時間使用すると劣化することがある。
に鑑みて、本発明の光路系の保護方法は、空気中の窒素
と酸素とを分離可能な分離装置へ圧縮空気を供給する
(a)工程と;上記分離装置によって分離された窒素リ
ッチガスを、レーザ加工機における光路カバー内へ導入
し、上記光路カバー内を外気圧より高圧に保持する
(b)工程とよりなる光路系の保護方法である。
方法にして、空気中の窒素と酸素とを分離可能な分離装
置へ圧縮空気を供給する(a)工程と;上記分離装置に
よって分離された窒素リッチガスを、オイルミストを除
去するフィルタを介してレーザ加工機における光路カバ
ー内へ導入し、上記光路カバー内を外気圧より高圧に保
持する(b)工程とよりなる光路系の保護方法である。
路系の保護を行う装置にして、圧縮空気中の塵埃を除去
するフィルタと、このフィルタを通過した後の空気中の
窒素と酸素とを分離する分離装置と、上記分離装置によ
って分離された窒素リッチガスを、レーザ加工機におけ
る光路カバー内へ導く導管と、を備えてなるレーザ加工
機における光路系保護装置である。
工における光路カバー内へ導く導管に、窒素リッチガス
中のオイルミストの除去を行うフィルタを設けてなるレ
ーザ加工機における光路系保護装置である。
るフィルタと、このフィルタを通過した後の空気中の窒
素と酸素とを分離する分離装置と、上記分離装置によっ
て分離された窒素リッチガスをレーザ加工機における光
路カバー内へ導く第1の導管と、前記光路カバー内の窒
素リッチガスを、レーザ加工機における加工ヘッドへ導
く第2の導管と、を備えてなるレーザ加工機である。
オイルミストを除去するフィルタを設けてなるレーザ加
工機である。
ルタと、このフィルタを通過した後の空気中の窒素と酸
素とを分離する分離装置と、この分離装置によって分離
された窒素リッチガスをレーザ加工機における光路カバ
ー内へ導く導管と、上記窒素リッチガスをレーザ加工機
の加工ヘッドへ導くべく前記導管から分岐した分岐管
と、を備えてなるレーザ加工機である。
ミストを除去するフィルタを設けてなるレーザ加工機で
ある。
を分離装置に供給して窒素と酸素に分離し、この分離装
置によって分離された窒素リッチガスを光路系のカバー
内へ導入し、かつ外気圧より高圧に保持るものである。
とが防止できると共に、光路系内の空気は窒素が極めて
多く、かつ水分及び酸素が極めて少ない状態の空気とな
り、空気中の酸素や水分による光学部品の劣化を防止す
るとができるものである。
レーザ加工機1はレーザ発振器3を備えると共に集光レ
ンズ5を備えたレーザ加工ヘッド7を備えている。上記
レーザ発振器3とレーザ加工ヘッド7は、上記レーザ発
振器3から発振されたレーザビームLBを前記レーザ加
工ヘッド7へ導くための複数のベンドミラー9を備え、
かつ適宜の光路カバー11を備えてなる光路系13によ
って接続されている。
パイプ部材、蛇腹、テレスコピックチューブ等よりなる
ものであって、その構成は従来の構成と同一であるか
ら、光路系13のより詳細については説明を省略する。
を供給して光路系の保護を行うために、圧縮空気中の窒
素と酸素とを分離する分離装置15が設けてある。
糸膜が空気中の窒素よりも酸素を透過し易い性質を利用
したもので、多数本の中空糸をまとめて容器に入れても
モジュール化してある。
から圧縮空気を供給すると、圧縮空気が中空糸膜内を流
れていく間に空気中の酸素,水分,オイルミストが選択
的に膜を透過するので、第1出口15Bからは窒素リッ
チガス(純度99.5%〜94%)を得ることができ
る。そして、中空糸膜を透過した酸素,水分,オイルミ
ストは第2出口15Cから酸素リッチガスとして排出さ
れる。
分,オイルミストを除去した窒素ガス(純度99.5%
〜94%)であって、大気圧露点で−50度以上のドラ
イエアー(窒素)である。通常の冷凍機ドライヤーの大
気圧露点が−10度程度であるから、前記窒素リッチガ
スは、光路系13の保護に極めて有利であることが理解
されよう。
めに、例えばコンプレッサのごとき圧力源17と分離装
置15の入口15Aは、圧力源17から得られる高圧空
気に含まれる塵及びオイルミストを除去するためのフィ
ルタ19を介して接続してある。
れた窒素リッチガスを光路系13における前記光路カバ
ー11内へ供給するために、当該光路カバー11の適宜
位置に設けた接続口21と前記分離装置15の第1の出
口15Bは導管(パイプ)23を介して接続してある。
Cは大気圧に開放してある。
気はフィルタ19を通過することにより塵,オイルミス
トを除去して分離装置15の入口15Aに供給される。
された圧縮空気は、中空糸膜内を通過する際に、酸素、
水分、オイルミスト(前記フィルタによって除去されず
に通過した残りのオイルミスト)と窒素とに分離され、
分離装置15の第1出口15Bから純度94%〜99.
5%の窒素ガス(窒素リッチガス)が排出される。そし
て、第2出口15Cからは中空糸膜を透過した酸素等が
酸素リッチガスとして排出される。
で−50度以上のドライエアーであり、この窒素リッチ
ガスが導管23を介して光路系13の光路系カバー11
内へ供給され、当該光路カバー11内は大気圧よりも高
圧に保持される。
も高圧であり、しかも酸素が極めて少ないドライエアー
(窒素純度94%〜99.5%)であるから、光路カバ
ー11の火災事故やベンドミラー9等の光学部品の保護
を行うことができ、かつ従来よりも光学部品の劣化が少
なくなり長寿命化を図ることができるものである。
へ窒素リッチガスを単に導入して光路系13の保護を行
う場合について説明した。しかし、ベンドミラー9へド
ライエアーを直接噴射してベンドミラー9の保護,清掃
を行うことも考えられるので、念のために図2(A)に
示すごとき試験を行った。
ラー25と前記分離装置15の第1出口15bに接続し
た前記導管23に代えて接続した接続管27の端部27
Eとの間隔を約50mmに保持し、かつ外部の空中の流入
を防止するために円錐形状のカバー29を接続管27の
端部付近に取付けた構成である。
ガスを直接噴射したところ、6時間後にミラー25の表
面にオイルミスト31の付着が表われた。
イルミストが存在するものであり、前記ベンドミラー9
へ窒素リッチガスを直接噴射して常に清掃する構成とし
た場合、短時間使用でベンドミラー9の劣化は生じない
ものの、長時間(6時間以上)の使用の場合にはベンド
ミラー9の劣化が生じる虞れが大きい。
に、接続管27に活性炭入りフィルタ33を接続し、同
一条件の下で同一試験を行ったところ、400時間後に
おいてもオイルミストの付着は表われなかった。すなわ
ち、活性炭入りのフィルタ33はオイルミストの除去に
極めて有効であることが理解できる。
するオイルミストを確実に除去するために、導管23に
活性炭入りフィルタ33を接続することが望ましいもの
である。
性炭入りフィルタ33を前記フィルタ19と分離装置1
5の入口15Aとの間に接続することも可能である。し
かし、この場合には、分離装置15へ供給される圧縮空
気の全量について処理しなければならないので、フィル
タ33の寿命を考慮すると、処理量の少ない前記導管2
3側に接続する方が有利であることが理解されよう。
の圧力は、例えば光路カバー11の接続部などの適宜の
間隙から内部の窒素リッチガスの1部が外部へ流出する
構成として光路カバー11内を大気圧(外気圧)より高
圧に保持することができる。
11内の圧力を一定に安定した状態に保持するために、
光路カバー11の1部に排気口34を設け、この排気口
34にリリーフ弁35を接続してある。
リーフ弁35によって調節設定される圧力に保持される
ものであって、例えばレーザ加工ヘッド7の移動によっ
て光路カバー11内の体積が縮小し圧力が上昇する傾向
にある場合あっても、常に一定に保持されるものであ
り、圧力変動によってベンドミラー9に微小歪み等の悪
影響を付与するようなことがないものである。
スの有効利用を図るために、前記排出口34とレーザ加
工ヘッド7は開閉弁37を配置した導管39を介して接
続してある。
1内の窒素リッチガスをアシストガスとして使用するこ
とができ、窒素リッチガスを有効に利用することができ
るものである。
1を設け、この分岐管41の可変に絞り弁43を接続
し、かつレーザ加工ヘッド41に接続する構成とするこ
ともでき、望ましいものである。
が充分であることにより、光路カバー11内の圧力に影
響を与えることなく、窒素リッチガスをアシストガスと
して充分に使用することができる。
るように、本発明の光路系の保護方法は、空気中の窒素
と酸素とを分離可能な分離装置へ圧縮空気を供給する
(a)工程と;上記分離装置によって分離された窒素リ
ッチガスを、レーザ加工機における光路カバー内へ導入
し、上記光路カバー内を外気圧より高圧に保持する
(b)工程とよりなる保護方法であるから、光路カバー
内の酸素,水分の量が極めて少なく窒素が多いので、火
災故事防止に有効であると共に、光学部品の酸化等によ
る劣化を防止できるものである。
方法として、空気中の窒素と酸素とを分離可能な分離装
置へ圧縮空気を供給する工程と;上記分離装置によって
分離された窒素リッチガスを、オイルミストを除去する
フィルタを介してレーザ加工機における光路カバー内へ
導入し、上記光路カバー内を外気圧より高圧に保持する
工程とよりなるものであるから、前述のごとき効果を奏
すると共に、オイルミストが光学部品に付着するような
ことがなく、光学部品へ窒素リッチガスを直接噴射する
ことが可能である。
路系の保護を行う装置にして、圧縮空気中の塵埃を除去
するフィルタと、このフィルタを通過した後の空気中の
窒素と酸素とを分離する分離装置と、上記分離装置によ
って分離された窒素リッチガスを、レーザ加工機におけ
る光路カバー内へ導く導管と、を備えてなることを特徴
とするものであるから、光路カバー内の酸素,水分の含
有量を極めて少なくでき、光学部品の劣化の防止を図る
ことができるものである。
工における光路カバー内へ導く導管に、窒素リッチガス
中のオイルミストの除去を行うフィルタを設けてなるも
のであるから、オイルミストの除去を確実に行うことが
でき、光学部品への付着がなく、長寿命化を図ることが
できる。
タと、このフィルタを通過した後の空気中の窒素と酸素
とを分離する分離装置と、上記分離装置によって分離さ
れた窒素リッチガスをレーザ加工機における光路カバー
内へ導く第1の導管と、前記光路カバー内の窒素リッチ
ガスを、レーザ加工機における加工ヘッドへ導く第2の
導管と、を備えてなるものであるから、光路カバー内の
窒素リッチガスをアシストガスとして有効利用すること
ができる。
オイルミストを除去するフィルタを設けてなるものであ
るから、オイルミストの除去を確実に行うことができる
ものである。
ルタと、このフィルタを通過した後の空気中の窒素と酸
素とを分離する分離装置と、この分離装置によって分離
された窒素リッチガスをレーザ加工機における光路カバ
ー内へ導く導管と、上記窒素リッチガスをレーザ加工機
の加工ヘッドへ導くべく前記導管から分岐した分岐管
と、を備えてなるものであるから、窒素リッチガスをア
シストガスとして充分に使用することができるものであ
る。
明図である。
ある。
Claims (8)
- 【請求項1】 レーザ加工機における光路系の保護方法
にして、次の各工程よりなることを特徴とする方法。 (a) 空気中の窒素と酸素とを分離可能な分離装置へ
圧縮空気を供給する工程、 (b) 上記分離装置によって分離された窒素リッチガ
スを、レーザ加工機における光路カバー内へ導入し、上
記光路カバー内を外気圧より高圧に保持する工程。 - 【請求項2】 レーザ加工機における光路系の保護方法
として、次の各工程よりなることを特徴とする方法。 (a) 空気中の窒素と酸素とを分離可能な分離装置へ
圧縮空気を供給する工程。 (b) 上記分離装置によって分離された窒素リッチガ
スを、オイルミストを除去するフィルタを介してレーザ
加工機における光路カバー内へ導入し、 上記光路カバー内を外気圧より高圧に保持する工程。 - 【請求項3】 レーザ加工機における光路系の保護を行
う装置として、圧縮空気中の塵埃を除去するフィルタ
と、このフィルタを通過した後の空気中の窒素と酸素と
を分離する分離装置と、上記分離装置によって分離され
た窒素リッチガスを、レーザ加工機における光路カバー
内へ導く導管と、を備えてなることを特徴とするレーザ
加工機における光路系保護装置。 - 【請求項4】 窒素リッチガスをレーザ加工における光
路カバー内へ導く導管に、窒素リッチガス中のオイルミ
ストの除去を行うフィルタを設けてなることを特徴とす
る請求項3に記載のレーザ加工機における光路系保護装
置。 - 【請求項5】 圧縮空気中の塵埃を除去するフィルタ
と、このフィルタを通過した後の空気中の窒素と酸素と
を分離する分離装置と、上記分離装置によって分離され
た窒素リッチガスをレーザ加工機における光路カバー内
へ導く第1の導管と、前記光路カバー内の窒素リッチガ
スを、レーザ加工機における加工ヘッドへ導く第2の導
管と、を備えてなることを特徴とするレーザ加工機。 - 【請求項6】 第1の導管に、窒素リッチガス内のオイ
ルミストを除去するフィルタを設けてなることを特徴と
する請求項5に記載のレーザ加工機。 - 【請求項7】 圧縮空気中の塵埃を除去するフィルタ
と、このフィルタを通過した後の空気中の窒素と酸素と
を分離する分離装置と、この分離装置によって分離され
た窒素リッチガスをレーザ加工機における光路カバー内
へ導く導管と、上記窒素リッチガスをレーザ加工機の加
工ヘッドへ導くべく前記導管から分岐した分岐管と、を
備えてなることを特徴とするレーザ加工機。 - 【請求項8】 導管に、窒素リッチガス内のオイルミス
トを除去するフィルタを設けてなることを特徴とする請
求項7に記載のレーザ加工機。
Priority Applications (9)
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