JPH0666053U

JPH0666053U - レーザ装置の安全機構

Info

Publication number: JPH0666053U
Application number: JP012627U
Authority: JP
Inventors: 彰上杉
Original assignee: Amada Miyachi Co Ltd
Current assignee: Amada Weld Tech Co Ltd
Priority date: 1993-02-25
Filing date: 1993-02-25
Publication date: 1994-09-16
Anticipated expiration: 2008-02-25
Also published as: JP2594307Y2

Abstract

(57)【要約】［目的］光ファイバケーブルが接続されていない場合の
事故を防止し、出射ユニット側の安全性の改善をはか
る。［構成］装置本体１０には、レーザ光発生部２２、入射
ユニット１８、制御部２４等が内蔵される。入射ユニッ
ト１８には、光ファイバケーブル１４の一端１４ａが入
射ユニット１８に接続されているか否かを検知するため
のマイクロスイッチ３０が設けられる。出射ユニット１
２には、光ファイバケーブル１４の他端１４ｂが出射ユ
ニット１２に接続されているか否かを検知するためのマ
イクロスイッチ３８が設けられている。マイクロスイッ
チ３８ｂおよび表示ランプ２０は、電気ケーブル１６を
介して装置本体１０側の制御部２４に接続される。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本発明は、レーザ光を光ファイバケーブルを通して出射ユニットへ送るようにしたレーザ装置の安全機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】

レーザ加工装置では、複数箇所や遠隔地でレーザ加工を行うために、図７に示すように、装置本体１００内で発生したレーザ光を光ファイバケーブル１０２を通して出射ユニット１０４へ伝送し、出射ユニット１０４からレーザ光ＬＢを被加工物Ｗに向けて出射（照射）するようにしている。この種のレーザ装置では、高出力のレーザ光を発生するため、装置本体１００内の電源回路やレーザ発振器等で高電圧が使用されており、感電すると極めて危険である。また、レーザ光またはその散乱光が人体に当たると、火傷その他の障害を起こす危険がある。そこで、装置本体１００のカバーが開けられると、内部のインターロック機構が作動して、高電圧が切られ、レーザ光の発振出力も止まるようになっている。また、出射ユニット１０４には、出射口を覗いたりユニットに触れたりするのを禁止するラベル（危険表示ラベル）が付けられている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、従来のレーザ加工装置では、光ファイバケーブル１０２が外れている場合の安全対策がとられていなかった。光ファイバケーブル１０２の一端はコネクタ１０６を介して装置本体１００内の入射ユニット（図示せず）に着脱可能に接続され、他端はコネクタ１０８を介して出射ユニット１０４に着脱可能に接続されるようになっている。このため、たとえばコネクタ１０８が出射ユニット１０４に装着されていない状態で、装置本体１００側からレーザ光ＬＢが送出されることがあり、その場合はレーザ光ＬＢが光ファイバケーブル１０２の他端から不所望な場所または方角に出るために、極めて危険であった。コネクタ１０６が装置本体１００から外れている状態で、レーザ発振器よりレーザ光が出力された場合にも、装置本体１００の入射ユニットからレーザ光ＬＢまたはその散乱光が付近に漏れ、非常に危険であった。

【０００４】また、従来のレーザ加工装置においては、装置本体１００側の状況、特にレーザ光が出力可能状態であるか否かが出射ユニット１０４側ではわからないため、この種レーザ光の不可視性（たとえばＹＡＧレーザ光は赤外線）と相俟って、予期せぬ事故が生じるおそれがあった。

【０００５】本考案は、かかる問題点に鑑みてなされたもので、光ファイバケーブルが外れている場合の事故を防止するようにしたレーザ装置の安全機構を提供することを第１の目的とし、出射ユニット側の安全性の改善をはかるレーザ装置の安全機構を提供することを第２の目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

上記第１の目的を達成するために、本考案の第１の安全機構は、レーザ光発生手段より発生されたレーザ光を入射ユニットで光ファイバケーブルの一端に入射し、前記光ファイバケーブルの他端より出たレーザ光を出射ユニットで集光して出射するようにしたレーザ装置において、前記入射ユニットまたは前記出射ユニットに前記光ファイバケーブルが接続されているか否かを検知する光ファイバケーブル接続状態検知手段と、前記光ファイバケーブル接続状態検知手段からの検知信号に応じて前記光ファイバケーブルの一端に対する前記レーザ光の入射を条件的に可能とする制御手段とを有する構成とした。

【０００７】また、上記第２の目的を達成するために、本考案の第２の安全機構は、レーザ光発生手段より発生されたレーザ光を入射ユニットで光ファイバケーブルの一端に入射し、前記光ファイバケーブルの他端より出たレーザ光を出射ユニットで集光して出射するようにしたレーザ装置において、レーザ装置内の所定の状況を表す信号を出力する制御手段と、前記出射ユニットに設けられ、前記制御手段からの前記信号に応答して所定の注意警告出力を行う注意警告手段と、前記制御手段と前記出射ユニットの前記表示手段とを電気的に接続するための電気ケーブルとを有する構成とした。

【０００８】

【作用】

本考案の第１の安全機構では、入射ユニットに光ファイバケーブルの一端が接続されているか否か、または出射ユニットに光ファイバケーブルの他端が接続されているか否かが、各ユニット側に設けられたファイバケーブル接続状態検知手段によって検知され、制御手段はファイバケーブル接続状態検知手段を介して光ファイバケーブルの接続状態をモニタすることができる。制御手段は、光ファイバケーブルが入射ユニットと出射ユニットとの間に接続されている時だけ、レーザ光発生手段よりレーザ光を発生させて入射ユニットに送り、光ファイバケーブルが入射ユニットと出射ユニットとの間に接続されていない時は、レーザ光発生手段からのレーザ光の出力を禁止させるか、入射ユニットに入る前に遮断する等して、光ファイバケーブルの一端に対してレーザ光が入射しないようにする。

【０００９】本考案の第２の安全機構では、出射ユニットに注意警告手段が設けられ、入射ユニット側の制御手段が電気ケーブルを介してこの注意警告手段の注意警告出力を制御する。この電気ケーブルが表示手段および制御手段の双方に接続されていないときは、注意警告手段たとえば表示手段は消灯したままなので、電気ケーブルの未接続または不完全接続状態を出射ユニット付近の作業員に知らせることができる。この電気ケーブルが注意警告手段および制御手段の双方に接続されている状態の下では、制御手段からの信号に応答して注意警告手段が所定の注意警告を与えることにより、光ファイバケーブルの接続状態、レーザ光発生手段の動作状態、特にレーザ出力可能状態になっているかどうか、レーザ出力中なのかどうか等の状況を出射ユニット付近の作業員に知らせることができる。

【００１０】

【実施例】

以下、図１〜図６を参照して本考案の実施例を説明する。図６は、本考案の一実施例によるＹＡＧレーザ加工装置のシステム構成を模式的に示す斜視図である。図６において、装置本体１０と出射ユニット１２とは、光ファイバケーブル１４によって光学的に接続されるとともに、電気ケーブル１６によって電気的に接続される。装置本体１０の筐体内には、レーザ発振器、レーザ電源回路、冷却装置、制御回路（図示せず）が設けられるとともに、レーザ発振器より出力されたレーザ光ＬＢを光ファイバケーブル１４の一端に入射するための入射ユニット１８が設けられている。入射ユニット１８で光ファイバケーブル１４の一端に入射したレーザ光ＬＢは、出射ユニット１２内で光ファイバケーブル１４の他端より出て、被加工物Ｗに向けて出射されるようになっている。出射ユニット１２には、レーザ装置内の所定の状況、特に装置本体１０内のレーザ発生器の動作状況を出射ユニット１２側で表示するための表示ランプ２０が設けられている。この表示ランプ２０は、電気ケーブル１６を介して装置本体１０内の制御部に接続されている。

【００１１】図１は、本実施例によるレーザ加工装置のシステム構成を模式的に示すブロック図である。装置本体１０において、レーザ光発生部２２には、ＹＡＧロッド、励起ランプ、共振器ミラーおよびシャッタ等からなるレーザ発振器の外に、レーザ電源回路、冷却装置等も含まれている。制御部２４には、制御回路、インタフェース回路、駆動回路等が含まれている。レーザ光発生部２２より出力されたレーザ光ＬＢは、ミラー２６で光路を曲げて入射ユニット１８に入り、そこで光学レンズ２８により集光されて光ファイバケーブル１４の一端１４ａに入射する。

【００１２】入射ユニット１８には、光ファイバケーブル１４の一端１４ａが入射ユニット１８に接続されているか否かを検知するためのセンサ、たとえばマイクロスイッチ３０が設けられている。光ファイバケーブル１４の一端１４ａがコネクタ３２を介して入射ユニット１８の光ファイバ取付部に装着されていると、マイクロスイッチ３０のアクチエータ３０ａが作動して、スイッチ３０ｂを閉じるようになっている。スイッチ３０ｂは装置本体１０内の配線３１を介して制御部２４に接続されており、スイッチ３０ｂの開閉状態は制御部２４によってモニタされる。制御部２４にはソケット３４が接続されており、このソケット３４に電気ケーブル１６の一端がプラグ３６を介して着脱可能に接続されるようになっている。

【００１３】出射ユニット１２には、光ファイバケーブル１４の他端１４ｂが出射ユニット１２に接続されているか否かを検知するためのセンサ、たとえばマイクロスイッチ３８が設けられている。光ファイバケーブル１４の他端１４ｂがコネクタ４０を介して出射ユニット１２の光ファイバ取付部に装着されていると、マイクロスイッチ３８のアクチエータ３８ａが作動して、スイッチ３８ｂを閉じるようになっている。スイッチ３８ｂは、出射ユニット１２内の配線３９を介してソケット４２に接続されている。ソケット４２には、電気ケーブル１６の他端がプラグ４４を介して着脱可能に接続されるようになっている。電気ケーブル１６が装置本体１０のソケット３４および出射ユニット１２のソケット４２の双方に接続されている状態の下では、電気ケーブル１６を介して出射ユニット１２内のスイッチ３８ｂが装置本体１０内の制御部２４に接続され、制御部２４はスイッチ３８ｂの開閉状態をモニタすることができる。

【００１４】出射ユニット１２の外側面に設けられている表示ランプ２０は、たとえば発光ダイオードからなり、これもソケット４２に接続されている。したがって、電気ケーブル１６が装置本体１０のソケット３４および出射ユニット１２のソケット４２の双方に接続されている状態の下では、表示ランプ２０も電気ケーブル１６を介して装置本体１０内の制御部２４に接続され、制御部２４は表示ランプ２０の点灯を制御することができる。なお、出射ユニット１２において、光ファイバ取付部と対向する内奥の位置には光学レンズ４６が配置されており、光ファイバケーブル１４の他端１４ｂより出たレーザ光ＬＢは光学レンズ４６を通って被加工物Ｗに集光照射される。

【００１５】上述したように、本実施例のレーザ装置では、入射ユニット１８に光ファイバケーブル１４の一端１４ａが接続されているか否かを検知するマイクロスイッチ３０が装置本体１０に設けられるとともに、出射ユニット１２に光ファイバケーブル１４の他端１４ｂが接続されているか否かを検知するマイクロスイッチ３８が出射ユニット１２に設けられている。そして、装置本体１０側のマイクロスイッチ３０は内部配線３１を介して制御部２４に電気的に接続されるとともに、出射ユニット１２側のマイクロスイッチ３８は内部配線３９、ソケット４２および着脱可能な電気ケーブル１６を介して制御部２４に電気的に接続される。

【００１６】これにより、制御部２４は、入射ユニット１８に光ファイバケーブル１４の一端１４ａが接続されているか否かについてはマイクロスイッチ３０を介して常時モニタすることが可能であり、出射ユニット１２に光ファイバケーブル１４の他端１４ｂが接続されているか否かについては電気ケーブル１６が装置本体１０と出射ユニット１２との間に接続されている限りにおいてマイクロスイッチ３８を介してモニタすることが可能である。したがって、たとえば電気ケーブル１６は装置本体１０と出射ユニット１２とに接続されているが、光ファイバケーブル１４は入射ユニット１８に接続されているものの出射ユニット１２に接続されていない状態、あるいは電気ケーブル１６が装置本体１０、出射ユニット１２の双方または一方に接続されていない状態等を検出することができる。

【００１７】このように、制御部２４は、光ファイバケーブル１４および電気ケーブル１６の双方が装置本体１０と出射ユニット１２との間に接続されている状態（正常接続状態）と、そうでない状態つまりケーブル１４，１６の少なくとも片方が装置本体１０もしくは出射ユニット１２に接続されていない状態（未接続または不完全接続状態）とを判別することができる。これにより、正常接続状態になっている時だけレーザ光発生部２２からのレーザ光ＬＢの出力を可能化し、未接続または不完全接続状態になっている時はレーザ光発生部２２からのレーザ光ＬＢの出力を禁止することができる。したがって、光ファイバケーブル１４が入射ユニット１８と出射ユニット１２との間に正常に接続されていない状態の下で、レーザ光発生部２２よりレーザ光ＬＢが出力されることはなく、レーザ光ＬＢの誤出射または漏れに起因する事故は防止される。

【００１８】さらに、本実施例のレーザ装置では、出射ユニット１２に表示ランプ２０が設けられ、装置本体１０側の制御部２４が電気ケーブル１６を介して表示ランプ２０の表示出力を制御することが可能となっている。図１では、１個の表示ランプしか示していないが、複数個の表示ランプを設けたり、１個で多色を発光する表示ランプを設けたり、発光ダイオードに代えて液晶パネル等の表示手段を用いることも可能である。したがって、たとえば電気ケーブル１６が装置本体１０と出射ユニット１２との間に接続されていない場合には、表示ランプ２０が全然点灯しないために、出射ユニット１２付近の作業員に未接続または不完全接続状態を気づかせることができる。また、電気ケーブル１６が装置本体１０と出射ユニット１２との間に接続されている状態の下では、制御部２４からの表示信号に応答して表示ランプ２０が所定の表示出力を行うことにより、光ファイバケーブル１４の接続状態、レーザ発生部２２の動作状況、つまりレーザ出力可能状態になっているかどうか、レーザ出力中なのかどうか等の状況、その他各種の状況を、出射ユニット１２付近の作業員に知らせることができる。このため、出射ユニット１２側の作業員は表示ランプ２０の表示出力を基に作業を安全に遂行することが可能であり、誤ってレーザ光ＬＢを人体に受けるような事故に逢わなくて済む。

【００１９】図２および図３は、本実施例における入射ユニット１８の構成例を示す一部断面平面図および縦断面図である。この入射ユニット１８において、一端部にレーザ光発生部２２からのレーザ光ＬＢを入れる開口５０が設けられ、他端部に光ファイバケーブル１４の一端１４ａを装着（接続）するためのリセプタクル（光ファイバ取付部）５２が設けられている。リセプタクル５２は、支持部５４の凹部と抑え板５６との間に固定されていて、中心部にレーザ光ＬＢおよび光ファイバ１４ｆを通すための貫通孔５２ａを有している。この貫通孔５２ａの中心ないし外側部は、抑え板５６の中心部に形成された開口５６ａを介して外へ延在する円筒状の突起部５２ｂの筒孔として形成されており、この円筒突起部５２ｂの外周壁にはネジ５２ｃが切られている。光ファイバケーブル１４のコネクタ３２は、その円筒突起部３２ａがこのネジ５２ｃに螺着するようにしてリセプタクル突起部５２ｂに装着される。

【００２０】図３に示すように、リセプタクル５２には複数個のざくり穴５２ｄが所定の間隔をおいて形成され、各ざぐり穴５２ｄに圧縮コイルバネ５８の基端部が収容されている。各圧縮コイルバネ５８の先端部は抑え板５６の開口５６ｂを通ってリセプタクル円筒部５２ｂと平行に延在し、先端にてスライドリング板６０に接続されている。図４に示すように、スライドリング板６０には、リセプタクル５２に摺動可能に貫挿された複数本のガイドシャフト６２の先端部が固着され、これらガイドシャフト６２の基端部付近に超小型のマイクロスイッチ３０が配設されている。

【００２１】かかる構成によれば、コネクタ３２の円筒突起部３２ａがリセプタクル５２の円筒突起部３２ａにねじ込まれるようにして装着されると、円筒突起部３２ａの外側のコネクタ縁部３２ｂがスライドリング板６０に係止してこの板６０を圧縮コイルバネ５８の弾性力に抗して押圧し、その押圧力でガイドシャフト６２の基端部がユニット１８の内奥方向へ移動することにより、マイクロスイッチ３０のアクチエータ３０ａが作動するようになっている。なお、マイクロスイッチ３０の出力端子３０ｃは、図示しない配線を介してソケット４２（図１）に接続されている。

【００２２】図４は、本実施例における出射ユニット１２の構成例を示す側面図である。この出射ユニット１２において、光ファイバケーブル１４の他端部１４ｂを装着するためのリセプタクル機構およびケーブル１４の装着状態を検出するセンサ機構は、上記した入射ユニット１８のものと同様の構成でよく、６４はリセプタクルのネジ付き円筒突起部、６６はスライドリング板、６８はガイドシャフト、７０は圧縮コイルバネである。電気ケーブル１６のプラグ４４を受けるソケット４２および表示ランプ２０は出射ユニット１２の側部に設けられる。図４の例では、１本のＰＶＣ被覆付ＳＵＳ可撓管７０に光ファイバケーブル１４と電気ケーブル１６を一緒に収め、装置本体１０および入射ユニット１８の付近で両ケーブル１４，１６を分岐させるようにしている。このように光ファイバケーブル１４と電気ケーブル１６を１本のＰＶＣ被覆付ＳＵＳ可撓管７０に収めることによって、両ケーブルが同時に装着されやすくし、どちらかの装着が忘れられる事態を防止することができる。

【００２３】図５は、光ファイバケーブルと電気ケーブルとを末端まで、つまり各々のコネクタまたはプラグまで一体化した構成例を示す。この構成例によれば、確実に両ケーブルが同時に装着されるため、片側のケーブルだけが装着され他方の装着が忘れられる事態は完全に防止される。

【００２４】上述した実施例では、装置本体１０および出射ユニット１２において光ファイバケーブル１４の一端１４ａおよび他端１４ｂが接続されているか否かを検知するためのセンサとして、マイクロスイッチ３０を用いたが、光センサ等の他のセンサを用いることも可能である。また、必要に応じて、装置本体１０または出射ユニット１２のいずれか片方にだけ光ファイバ接続状態検知手段を設けることも可能である。また、上述した実施例では、出射ユニット１２側の注意警告手段として表示ランプ２０を設けたが、表示出力でなくとも、たとえば警報、音声メッセージ等の可聴音によって注意・警告を与える可聴音出力手段を設けてもよい。また、装置本体１０側にも注意警告手段を設け、出射ユニット１２側と同時（一斉）に注意警告を出力するように構成することもできる。また、上述した実施例における入射ユニット１８および出射ユニット１２の構成例は一例にすぎず、種々のユニット構成が可能である。また、上述した実施例はレーザ加工装置に係るものであったが、本考案は他のレーザ装置にも適用可能である。

【００２５】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案の第１のレーザ装置の安全機構によれば、入射ユニットまたは出射ユニットに光ファイバケーブルが接続されているか否かを検知する光ファイバケーブル接続状態検知手段を設け、この光ファイバケーブル接続状態検知手段からの検知信号に応じて制御手段により光ファイバケーブルの一端に対するレーザ光の入射を条件的に可能としたので、両ユニットの間に光ファイバケーブルが接続されていない時は、レーザ光の出力を禁止して、レーザ光またはその散乱光による事故を未然に防止することができる。また、本考案の第２のレーザ装置の安全機構によれば、出射ユニットに注意警告手段を設け、制御手段が電気ケーブルを介して注意警告手段の注意警告出力を制御するようにしたので、電気ケーブルの未接続または不完全接続状態を出射ユニット付近の作業員に気づかせたり、光ファイバケーブルの接続状態、レーザ光発生手段の動作状態等の各種状況を出射ユニット付近の作業員に知らせることが可能であり、出射ユニット側の安全性を改善することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例によるレーザ加工装置のシス
テム構成を模式的に示すブロック図である。

【図２】実施例における入射ユニットの構成例を示す一
部断面平面図である。

【図３】実施例における入射ユニットの構成例を示す縦
断面図である。

【図４】実施例における出射ユニットの構成例を示す側
面図である。

【図５】実施例における装置本体と出射ユニットとを接
続するための光ファイバケーブルと電気ケーブルを一括
接続するためのコネクタ構造を示す斜視図である。

【図６】実施例によるレーザ加工装置のシステム構成を
模式的に示す斜視図である。

【図７】従来のレーザ加工装置の構成を模式的に示す斜
視図である。

【符号の説明】

１０装置本体１２出射ユニット１４光ファイバケーブル１６電気ケーブル１８入射ユニット２０表示ランプ２２レーザ光発生部２４制御部３０，３８マイクロスイッチ３２，４０コネクタ３４，４２ソケット

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０２Ｂ 6/42 9317−2Ｋ

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】レーザ光発生手段より発生されたレーザ
光を入射ユニットで光ファイバケーブルの一端に入射
し、前記光ファイバケーブルの他端より出たレーザ光を
出射ユニットで集光して出射するようにしたレーザ装置
において、前記入射ユニットまたは前記出射ユニットに前記光ファ
イバケーブルが接続されているか否かを検知する光ファ
イバケーブル接続状態検知手段と、前記光ファイバケーブル接続状態検知手段からの検知信
号に応じて前記光ファイバケーブルの一端に対する前記
レーザ光の入射を条件的に可能とする制御手段と、を有することを特徴とするレーザ装置の安全機構。
【請求項２】レーザ光発生手段より発生されたレーザ
光を入射ユニットで光ファイバケーブルの一端に入射
し、前記光ファイバケーブルの他端より出たレーザ光を
出射ユニットで集光して出射するようにしたレーザ装置
において、レーザ装置内の所定の状況を表す信号を出力する制御手
段と、前記出射ユニットに設けられ、前記制御手段からの前記
信号に応答して所定の注意警告出力を行う注意警告手段
と、前記制御手段と前記出射ユニットの前記表示手段とを電
気的に接続するための電気ケーブルと、を有することを特徴とするレーザ装置の安全機構。