JPH04262888A - レーザ加工方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レーザ光を熱源として
用いるレーザ加工装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、製品機能アップのため、高精度か
つ複雑な部品加工や、コストダウン目的のための無人自
動化生産が重要視されている。この課題実現手段の一つ
としてレーザ加工法が注目されており、周辺装置に関し
ても開発が進んでいる。現在、加工対象物としては金属
、非金属を問わず板状の試料が多い。板状の試料を加工
する場合、切断によって発生する煙、溶融物は、レーザ
加工機からのアシストガスにより吹き飛ばされ、試料裏
面にはほとんど影響を及ぼさない。しかし、筒状の試料
を加工する場合、試料外部からレーザ光を照射して切断
すると、溶融物が試料内部に付着し、またレーザ照射側
の試料壁を切断し突き抜けたレーザ光が反対側の試料壁
内面にあたり、試料内部の仕上がりを劣化させていた。 これを解決するためのレーザ加工装置が、例えば特開昭
５３−８９０９８号公報に開示されている。このレーザ
加工装置は、レーザ切断時に発生するガスおよび溶融物
を回収し、かつレーザ光を遮断するための穴を持ったパ
イプとこのパイプに連結した集塵器等の回収手段からな
るもので、試料をレーザ光で切断する時、試料内にパイ
プを挿入することにより、レーザ照射側の試料壁を突き
抜けたレーザ光が反対側の試料内面に損傷を及ぼすこと
を防ぐとともに、切断で発生する煙、溶融物が試料内部
に付着して試料内部の仕上がりを悪化させるのを防ぐも
のである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記加
工装置で図５に示す筒状試料１を、図６に示すような複
雑な形状の筒状物２に加工する場合、試料１の切断によ
って、端面や切り抜きから生ずる切断された破材３が集
塵力によりパイプ４に設けた煙、溶融物の回収穴５に引
き込まれ、図５に示すように引っかかって穴を塞ぎ、試
料１内部の仕上がりを劣化させる問題があった。また、
引っかかったまま試料１の送り込みを行うと、破材３が
試料１と試料１内に挿入されたパイプ４との隙間に挟ま
り、試料１を保持し、回転させるチャック爪との間で滑
りを起こし、角度ずれ等の不良を発生させる問題もあっ
た。さらに、この加工装置を自動機に組み込み、試料１
の加工完了後、完成品２を自動回収させる場合、加工後
も完成品２とパイプ４との隙間に破材がはさまっている
ために完成品２が回収時所定位置に無く自動回収が難し
いといった問題もあった。

【０００４】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
ので、切断された破材が落下する直前にパイプの吸引圧
力を一時低下させることにより、破材を自重で落下させ
パイプに設けた集塵用の穴に吸い付けられ引っかからな
いようにするとともに、試料の内部劣化や不良をなくし
、かつ無人自動運転を可能にしコストダウンを図ること
のできるレーザー加工装置を提供することを目的とする
。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のレーザ加工装置は、レーザ照射装置１０の
レーザ光により筒状試料１１の外部から筒状試料１１を
切断する際に発生する溶融物や煙を吸入するために、筒
状試料１１内に挿入しかつその挿入した位置の側面に吸
入穴１２を設けたパイプ１３には、管路１４を介して吸
入圧力を瞬時に変化させる吸入圧力切替装置１５が接続
されている。この吸入圧力切替装置１５には、管路１６
を介して集塵器１７が接続されている。

【０００６】

【作用】上記構成によれば、筒状試料１１をレーザ照射
装置１０で加工する際に発生する溶融物や煙は、集塵器
１７の集塵力により、吸入穴１２からパイプ１３に吸入
される。吸入された溶融物や煙は、管路１４、吸入圧力
切替装置１５および管路１６を通り集塵器１７に回収さ
れる。また、加工により破材が発生した場合には、吸入
圧力切替装置１５を作動させることにより、パイプ１０
３での吸入圧力を低下させる。これにより、破材の吸い
付きが防止され、完成品の良質化が可能となる。

【０００７】

【実施例１】図１は、本発明のレーザ加工装置の実施例
１を示す正面図、図２は、同装置におけるレーザ加工部
の詳細を一部断面にして示す正面図で、レーザ加工装置
２０は、被加工物である筒状試料２１を保持しレーザ光
で加工するレーザ加工部３０と、レーザ加工部３０に対
向配置されて加工の際に発生する溶融物や煙を吸入回収
するパイプ５１を設けたアンローダ部５０と、パイプ５
１の吸入圧力を変化させる吸入圧力切替部７０と、吸入
切替部７０に接続した集塵器（図示省略）とから構成さ
れている。

【０００８】レーザ加工部３０には、ＸＹテーブル３１
が装置ベース３２上に設けられており、ＸＹテーブル上
には、θテーブル３３が配置されている。θテーブル３
３には、筒状試料２１を保持するチャック爪３４を有す
るチャック３５が回転自在に保持されるとともに、チャ
ック３５を回転駆動するサーボモータ３６が取り付けら
れている。筒状試料２１を保持するチャック爪３４の前
方上方には、筒状試料２１の軸心３７と直角なビーム光
軸３８を持つレーザ光により筒状試料２１を加工するレ
ーザ加工機３９が配置されている。

【０００９】アンローダ部５０には、先端側面に吸入穴
５１ａを設けたパイプ５１が、チャック爪３４に保持さ
れた筒状試料２１の軸心３７と同軸になるように、装置
ベース３２上に設けたアンローダ架台５２上のリニアガ
イド５３に摺動自在に設けたリニアガイド架台５４のパ
イプ受け５５に取り付けたパイプ取付台５６に嵌め込ま
れて配置されている。アンローダ架台５２の下面には、
アンローダシリンダ５７が取付板５８を介して取り付け
られている。このアンローダシリンダ５７のロッドは、
リニアガイド架台５４に取り付けた連結板５９に固着さ
れ、アンローダシリンダ５７の作動により、リニアガイ
ド架台５４、パイプ受け５５およびバイプ取付台５６を
介して、パイプ５１を筒状試料２１内に挿入して吸入穴
５１ａを加工位置の下方に配置させるとともに、加工後
の筒状試料５１内から引き出し得るように、図において
示すＡ−Ａ’方向に移動可能に構成されている。さらに
、前記パイプ受け５５のパイプ取付台５６の反対側には
、吸入圧力切替部７０に連結された管路６０がフランジ
６１を介し取り付けられている。パイプ受け５５および
パイプ取付台５６は中空になっており、パイプ５１の中
穴と管路６０とは内部でつながっている。

【００１０】吸入圧力切替部７０には、前記管路６０と
フランジ７１を介して接続されたボックス７２が装置ベ
ース３２上に設けられている。ボックス７２には、装置
ベース３２の下面から貫通して弁ボックス７３が取り付
けられている。弁ボックス７３は、その内部に形成した
通孔７４がボックス７２の内部を介して前記管路６０と
連通されるとともに、弁ボックス７３の下端部において
図示を省略した集塵器が管路７５を介して通孔７４と接
続されている。さらに、弁ボックス７３には、通孔７４
を閉塞する弁７６をスライド自在に保持するスリット７
７が形成されている。弁７６は、弁ボックス７３の側面
に設けた取付台７８に取り付けられた弁シリンダ７９と
連結されている。弁シリンダ７９は、図示しない制御装
置を介して駆動制御され、弁７６を図中で示すＢ−Ｂ’
方向に移動させることにより弁７６で弁ボックス７３の
通孔７４を開放および閉塞して集塵器（図示省略）の吸
入圧力による前記パイプ５１の吸入圧力を瞬時に変化さ
せ得るように構成されている。

【００１１】本実施例にあっては、筒状試料２１の加工
中、弁７６は弁ボックス７３の通孔７４を開放する位置
に弁シリンダ７９を介して移動され、筒状試料２１の加
工で発生する溶融物や煙２２をパイプ５１の吸入穴５１
ａからパイプ５１内に吸入して集塵器に回収する。そし
て、筒状試料２１の加工中に切断された破材が生じた場
合、破材の落下直前に弁シリンダ７９を制御装置（図示
省略）により作動して弁７６をＢ’方向に移動させ、弁
ボックス７３の通孔７４を閉塞して吸入穴５１ａによる
吸入を中止する。そして、破材が落下し終わった後、弁
シリンダ７９を制御装置により作動して弁７９をＢ方向
に移動させ、弁ボックス７３の通孔７４を開放して再び
溶融物や煙２２を集塵器に回収する。

【００１２】本実施例によれば、破材の落下直前に通孔
７４が弁７６により閉塞され、この閉塞状態が破材の落
下中も維持されるため、パイフ５１の吸入穴５１ａによ
る破材への吸入力が完全になくなり、破材が吸入穴５１
ａに吸い寄せられることが完全に防止される。したがっ
て、破材が吸入穴５１ａにつまった時に生ずる筒状試料
２１内部の劣化および筒状試料２１とパイフ５１間への
破材づまりによる不良が解消できるとともに、長時間の
無人自動加工運転が可能になる。

【００１３】

【実施例２】図４は、本発明の実施例２のレーザー加工
装置における要部である吸入圧力切替部９０を一部断面
にして示す正面図で、装置ベース３２上に上部を開口し
たボックス９１が設けられている。ボックス９０の側面
には、フランジ９２を介して管路６０が接続されるとと
もに、ボックス９１の下端部には、集塵器（図示省略）
に連結した管路７５が接続され、ボックス９１の内部を
介して、パイプ５１（図１参照）と集塵器とが連通され
ている。ボックス９１の上部開口部には、中央部に大気
と連通する通気孔９３を設けた蓋９４が、開口部を覆う
ように取り付けられている。蓋９４の上部には、蓋９４
の外縁部に立設した複数本の脚柱９５を介して、図示を
省略した制御装置により駆動制御される弁モータ９６が
取り付けられている。弁モータ９６内部には、モータの
回転を図に示すＣ−Ｃ’方向の直進運動に変換する機構
が組み込れ、直進運動するロッド９７の先端は、蓋９４
に対向して設けられている。ロッド９７は、蓋９４の通
気孔９３と同軸に配置されるとともに、ロッド９７の先
端には、通気孔９３をその上部から閉塞するための弁９
８が取り付けられている。その他のレーザ加工部および
アンローダ部は、実施例１と同様であるので、その説明
は省略する。

【００１４】以下、本発明の作用を図１、図２および図
３を用いて説明すると、通気孔９３が弁９８により閉塞
された状態で、筒状試料２１の加工が行われ、この加工
の際に生ずる溶融物や煙２２が、パイプ５１の吸入穴５
１ａから集塵器に回収される。そして、筒状試料２１の
加工中に、切断された破材が生じた場合、破材の落下直
前に弁モータ９６を制御装置（図示省略）により作動し
て、弁９８をＣ’方向に移動させ、通気孔９３の閉塞状
態を開放状態にする。この通気孔９３の開放により、流
動抵抗の大きいパイプ５１等より大気との通気孔９３か
らのエア流入が多くなり、結果として、パイプ５１の吸
入穴５１ａでの集塵能力が低下する。そして、破材の落
下が終わった後、弁モータ９６を制御装置により作動し
て、弁９８をＣ’方向に移動させ、通気孔９３を閉塞し
て再び溶融物や煙２２を集塵器に回収する。なお、パイ
プ５１の吸入穴５１ａによる吸入圧力は、通気孔９３の
大きさを変えることで、溶融物や煙２２の集塵能力を調
整することができる。

【００１５】本発明によれば、筒状試料２１の加工中に
、破材が生じた場合、溶融物や煙２２の回収通路の途中
で大気との通気孔９３を開放することによりパイプ５１
の吸入穴５１ａよりの集塵力を低下させることができる
。これにより、破材の吸入穴５１ａへの吸い付きが防止
され、かつ煙、溶融物２２を回収することができ、前記
実施例１と同様な効果を得ることができる。

【００１６】

【発明の効果】以上のように、本発明のレーザ加工装置
によれば、吸入の圧力を瞬時に切り替える手段を備え、
溶融物等を回収するパイプの吸入穴に破材がつまらない
ようにすることで、筒状試料内部の劣化や加工不良が解
消されるとともに長時間の無人自動運転が可能となり、
コストダウンが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のレーザ加工装置を示す概念図である。

【図２】本発明の実施例１のレーザ加工装置を一部断面
にして示す正面図である。

【図３】本発明の実施例１のレーザ加工装置におけるレ
ーザ加工部を一部断面にして示す正面図である。

【図４】本発明の実施例２のレーザ加工装置の要部を示
す断面図である。

【図５】レーザ加工された筒状完成品を示す斜視図であ
る。

【図６】従来のレーザ加工状態を示す斜視図である。

【符号の説明】

１０，３９　　レーザ照射装置 １１，２１　　筒状試料 １２，５１ａ　　吸入穴 １３，５１　　パイプ １５　　吸入圧力切替装置 １７　　集塵器 ７０，９０　　吸入圧力切替部 ７３　　弁ボックス ７６，９７　　弁 ７９　　弁シリンダ ９１　　ボックス ９３　　通気孔 ９６　　弁モータ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　筒状試料をレーザ切断加工の際に生ず
   る溶融物や煙を筒状試料の内部に挿入して吸入回収する
   集塵機構を備えたレーザ加工装置において、前記集塵機
   構に前記溶融物や煙を吸入回収する吸入圧力を瞬時に変
   化する手段を設けたことを特徴とするレーザ加工装置。