JPH0683177U - レーザ加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 吹き付けたパウダの回収、再利用を図ること
にある。 【構成】 パウダを吹き付けて溶接を行なうレーザ加工
機３にて、被加工材ＷへレーザビームＬＢを照射すると
共にアシストガスを噴出するノズル本体１５と、ガスの
噴射によりパウダを噴射させるガスおよびパウダ供給ノ
ズルと、パウダを吸引回収するパウダ回収ノズル３５
と、このパウダ回収ノズル３５によりパウダを回収する
集塵手段３３と、回収されたパウダとスパッタ、ヒュー
ム等に分離するパウダ精選手段４１と、このパウダ精選
手段４１により集積したパウダを前記ガスおよびパウダ
供給ノズル２７に供給する供給手段２５と、を備えてな
ることを特徴とする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、レーザ加工装置に係り、更に詳細には、溶接パウダを回収して再 利用する装置を備えたレーザ加工装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、レーザ加工機で肉盛溶接を行なう場合は、溶接母材とほぼ同一の材質の パウダ（粉体）を吹き付けながら、レーザビームでパウダと母材を溶融して溶接 が行なわれている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、上述した従来のレーザ加工機で肉盛溶接すると、肉盛されるパウダ は吹き付けられる量の２０〜３０％で、それ以外は被加工材の周囲に飛び散って しまい、この飛び散ったパウダは回収して再利用はしていない。このため、資源 の無駄使いとなると共に、飛散したパウダにより加工性能が低下し、集光レンズ 等に疵が付くという問題があった。

【０００４】 この考案の目的は、上記問題点を改善するために、吹き付けたパウダの回収、 再利用を図ったレーザ加工装置を提供することにある。

【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、この考案は、パウダを吹き付けて溶接を行なうレ ーザ加工機にして、被加工材へレーザビームを照射すると共にアシストガスを噴 出させるノズル本体と、ガスの噴射によりパウダを噴射させるガスおよびパウダ 供給ノズルと、パウダを吸引回収するパウダ回収ノズルと、このパウダ回収ノズ ルよりパウダを回収する集塵手段と、回収されたパウダをスパッタ、ヒューム等 に分離するパウダ精選手段と、このパウダ精選手段により集積したパウダを前記 ガスおよびパウダ供給ノズルに供給する供給手段と、を備えてレーザ加工装置を 構成した。

【０００６】

【作用】

この考案のレーザ加工装置を採用することにより、パウダを吹き付けて溶接す る際に発生した余分のパウダは、パウダ回収ノズルにて吸引され集塵手段に集め られる。そして、集塵手段よりパウダ精選手段を経てパウダは分離集積され、こ の回収されたパウダを供給手段によりガスおよびパウダ供給ノズルに供給してレ ーザ加工が施される。このため、パウダの再利用ができ、パウダの歩留りの向上 が図られる。

【０００７】

【実施例】

以下、この考案の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

【０００８】 図１を参照するに、レーザ加工装置１はレーザ加工機３とワークテーブル５と パウダ処理設備７とから構成されている。なお、レーザ加工機３とワークテーブ ル５は公知の構成のものであるため詳細な図示と説明を省略する。

【０００９】 レーザ加工機３は、図示を省略したがレーザ発振器、制御装置とを有し、前記 ワークテーブル５の上方には、上部水平アーム９が設けられ、この上部水平アー ム９に取付けられたレーザ加工ヘッド１１の下端にレーザヘッド装置１３が取付 けられている。なお、前記ワークテーブル５上に被加工材Ｗを支持し移動を行な うワーククランプ手段（図示省略）を有している。

【００１０】 前記レーザヘッド装置１３は、図２に詳細が示されているごとく、筒状のノズ ル本体１５を有している。このノズル本体１５の内部には集光レンズ１７がシー ル部材１９によりシールされて装着されていて、レーザビームＬＢは集光レンズ １７を通りノズル本体１５の先端部に形成された噴孔２１より被加工材Ｗに照射 される。また、ノズル本体１５の側面に設けたガス供給口２３よりアシストガス が供給され噴孔２１より被加工材Ｗに対して噴出するようになっている。

【００１１】 前記ノズル本体１５の外周部には供給手段２５を構成する一部材である円筒ノ ズル形状のガスおよびパウダ供給ノズル２７が設けられていて、先端部にガスお よびパウダ噴孔２９が形成され、ガスおよびパウダ供給ノズル２７の上部近傍に はガスおよびパウダ供給口３１が設けられている。このガスおよびパウダ供給口 ３１には後述するパウダ処理設備７のパウダ供給管が接続されている。

【００１２】 更に、ガスおよびパウダ供給ノズル２７の外周部には集塵手段３３を構成する 一部材である円筒ノズル形状のパウダ回収ノズル３５が設けられている。このパ ウダ回収ノズル３５の先端部にはパウダ回収口３７が形成され、パウダ回収ノズ ル３５の上部近傍にはパウダ吸引口３９が設けられている。このパウダ吸引口３ ９には後述するパウダ処理設備７のパウダ吸引管が接続されている。

【００１３】 上記構成により、レーザ発振器から発振されたレーザビームＬＢは、ノズル本 体１５内の集光レンズ１７により集光され被加工材Ｗに照射される。そして、集 光レンズ１７とノズル本体１５の噴孔２１との間に設けたガス供給口２３よりシ ールドガスが供給され、噴孔２１よりレーザビームＬＢと共にシールドガスを噴 射し、集光レンズ１７の保護と溶接部の酸化を防止している。

【００１４】 シールドガスとパウダは後述する供給装置２５よりガスおよびパウダ供給ノズ ル２７のパウダ供給口３１よりシールドガスに運ばれてパウダが供給される。そ して、パウダはレーザビームＬＢの集光点に集中するように、ガスおよびパウダ 噴孔２９より噴射される。

【００１５】 後述する集塵手段３３によりパウダ回収ノズル３５のパウダ回収口３７まわり のエアーが吸い込まれることにより、パウダも巻き込み吸引されると共に溶接に より発生したヒュームおよびスパッタ等も吸引される。

【００１６】 再び、図１に参照するに、パウダ処理設備７は、レーザ加工機３に隣接して設 けられ、集塵手段３３と供給手段２５とパウダ精選手段４１とで構成されている 。

【００１７】 集塵手段３３は、前述したパウダ回収ノズル３５と、このパウダ回収ノズル３ ５のパウダ吸引口３９に接続されたパウダ吸引管４３と、このパウダ吸引管４３ を接続した集塵機４５とで構成されている。また、この集塵機４５は前記ワーク テーブル５の下面に設けたパウダ吸引部材４７とパウダ吸引管４９を介して接続 されている。

【００１８】 前記集塵機４５は、図３に詳細が示されているごとく、市販されている公知の 構成のものがある。概略構成としては、箱体５１の側面に吸引口５３が設けられ 、この吸引口５３に前記パウダ吸引管４３、４９が接続されている。そして、箱 体５１の下部にバケット５５が収納され、箱体５１の前面にバケット取出用のバ ケット扉５７が設けられている。

【００１９】 箱体５１の中央部にはフイルタ５９が設けられ、このフイルタ５９の上部には 自動逆洗作動用モータ６１により作動する逆洗機構６３と、モータ６５により回 転するフアン６７が設けられている。また、前記箱体５１の天板には清浄となっ たエアーの排出する清浄空気出口６９が設けられている。なお、符号７１は制御 用の押ボタンとか電磁スイッチ等の電気制御部材である。

【００２０】 上記構成により、図３の図中に太い矢印で示されているように、吸引口５３よ り流入したパウダ、スパッタ、ヒューム等が混入したエアーは集塵機４５のフイ ルタ５９を通り、エアーとパウダ、スパッタ、ヒュームに分離される。

【００２１】 パウダ精選手段４１は、前述した集塵機４５と下面に接続されていて、パウダ 精選手段４１としては、図４に示されている分級機７３で構成され、この分級機 ７３は市販されている公知の構成のものがあり、概略構成としては、ハウジング ７５の上面に粉体投入口７７が設けられ、この粉体投入口７７は前述した集塵機 ４５の下面に接続され、バケット５５より落下した粗粉が流入する。

【００２２】 前記ハウジング７５の内部には回転軸７９に支承された分散羽根８１を備えた 分級ロータ８３とバランスロータ８５が設けられ、回転軸７９の片端にはプーリ ８７が固着され、図示を省略したが駆動源より回転伝達部材を介してプーリ８７ は回転される。また、前記ハウジング７５の上部空間に粗体取り出し口８９が設 けられ、ハウジング７５の下部外周には渦巻ケーシング９１が設けられ、この渦 巻ケーシング９１内にパウダである微粉が集積される。なお、符号９３は分級ロ ータ８３およびバランスロータ８５に一体的に設けられた分散円板であり、符号 ９５は分級羽根、符号９７は補助羽根である。

【００２３】 上記構成により、集塵機４５にて集められたパウダ、スパッタ、ヒューム等は バケット５５を経て大型の粉塵が取り除かれて分級機７３の粉体投入口７７へ落 下する。そして、分級機７３を作動せしめると、分級ロータ８３およびバランス ロータ８５が回転し、図４の図中に太い矢印で示されているように、分散羽根８ １、分級羽根９５、補助羽根９７等により粗粉と微粉パウダとに分級される。

【００２４】 次に、供給手段２５は、再び図１を参照するに、前述した分級機７３の渦巻ケ ーシング９１内に集積されたパウダは図示を省略したが渦巻ケーシング９１に設 けたパウダ取り出し口より管路９９を介してパウダ供給装置１０１に流入される 。なお、パウダ供給装置１０１は市販品であり例えばブロック等で構成されてい るものであり、アシストガスと共にパウダを吹き出すもので、一般公知の構成の ため詳細な図示と説明を省略する。

【００２５】 パウダ供給装置１０１の出側には、前記ガスおよびパウダ供給ノズル２７のガ スおよびパウダ供給口３１に連通するパウダ供給管１０３が接続されている。

【００２６】 上記構成により、分級機７３により分級されたパウダは管路９９を経てパウダ 供給装置１０１へ入り、アシストガスと共にパウダはパウダ供給管１０３を通っ て、ガスおよびパウダ供給ノズル２７のガスおよびパウダ噴孔２９より被加工材 Ｗの溶接部へ噴射される。

【００２７】 上述したごとき構成と作用により、被加工材Ｗの溶接部へ噴射されたパウダは 、パウダ回収ノズル３５により吸引回収され、集塵機４５を介して分級機７３に よりパウダとスパッタ、ヒューム等とに分離し、分離されたパウダはパウダ供給 装置１０１にてガスおよびパウダ供給ノズル２７へ送られて、再び溶接面へ噴射 される。 このため、パウダの再使用が可能になると共に、パウダの歩留りの向 上を図ることができる。また、被加工材Ｗの上面に散乱したパウダと共にヒュー ム、スパッタ等が除去できるので、スパッタ等が集光レンズ１７にはね上り、集 光レンズ１７に疵を付けることなく、加工性能の向上を図ることができる。

【００２８】 なお、この考案は、前述した実施例に限定されることなく、適宜な変更を行な うことにより、その他の態様で実施し得るものである。例えば、パウダ回収後に 精選装置を設けて再利用することも可能であり、また、本実施例では、ノズル本 体１５にガスおよびパウダ供給ノズル２７とパウダ回収ノズル３５を一体的に設 けているが、ガス、パウダ供給ノズルおよびパウダ回収ノズルはノズル本体とは 別に配置可能である。更に、パウダが磁性材である時は磁力により吸着回収する 手段でも可能である。

【００２９】

【考案の効果】

以上のごとき実施例の説明より理解されるように、この考案によれば実用新案 登録請求の範囲に記載されたとおりの構成であるから、ガス、パウダ、ノズルよ り噴出したパウダはパウダ回収ノズルより回収され、パウダ精選手段にて分離さ れたパウダを供給装置によりガスおよびパウダ供給ノズルに送り、再び被加工材 の溶接面へ噴出せしめる。このため、パウダの再利用ができ歩留りの向上を図る ことができる。また、ヒューム、スパッタ等もパウダと共に回収できるため、集 光レンズの保護ができると共に、加工性能の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案のレーザ加工機とワークテーブルとパ
ウダ処理設備を示す概略構成説明図である。

【図２】この考案のレーザビームノズル装置を示す断面
説明図である。

【図３】この考案の集塵機を示す一部断面にした斜視説
明図である。

【図４】この考案の分級機を示す断面説明図である。

【符号の説明】

１ レーザ加工装置 ３ レーザ加工機 １５ ノズル本体（ノズル） ２５ 供給装置 ２７ ガス、パウダ供給ノズル ３３ 集塵装置 ３５ パウダ回収ノズル ４１ 分級装置 Ｗ 被加工材 ＬＢ レーザビーム

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 パウダを吹き付けて溶接を行うレーザ加
   工機にして、被加工材へレーザビームを照射すると共に
   アシストガスを噴出させるノズル本体と、ガスの噴射に
   よりパウダを噴射させるガスおよびパウダ供給ノズル
   と、パウダを吸引回収するパウダ回収ノズルと、このパ
   ウダ回収ノズルによりパウダを回収する集塵手段と、回
   収されたパウダをスパッタ、ヒューム等に分離するパウ
   ダ精選手段と、このパウダ精選手段より集積したパウダ
   を前記ガスおよびパウダ供給ノズルに供給する供給手段
   とを備えてなることを特徴とするレーザ加工装置。