JP7756335B2 - Laser emission device and optical fiber attachment/detachment method - Google Patents
Laser emission device and optical fiber attachment/detachment methodInfo
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Description
本発明は、レーザ出射装置及び光ファイバ着脱方法に関するものである。 The present invention relates to a laser emission device and a method for attaching and detaching an optical fiber.
特許文献1には、噴射口より噴射されたシールドガスを、コリメートレンズの入射面に沿って光路空間を横断させるとともに、真向かいの排気口から外へ排気して、コリメートレンズの入射面を覆うエアカーテンを形成するようにしたレーザ出射ユニットが記載されている。 Patent Document 1 describes a laser emission unit in which shielding gas is injected from an injection port, traverses the optical path space along the incident surface of the collimating lens, and is then exhausted to the outside from an exhaust port directly opposite, forming an air curtain that covers the incident surface of the collimating lens.
特許文献1の発明では、光ファイバ差し込み口から光路空間に侵入した塵や埃がコリメートレンズに付着するのを、エアカーテンによって遮るようにしている。 In the invention of Patent Document 1, an air curtain is used to prevent dust and dirt that has entered the optical path space through the optical fiber insertion port from adhering to the collimating lens.
しかしながら、特許文献1の発明は、コリメートレンズの入射面に沿ってシールドガスを噴射するものであり、シールドガスの流れだけでは吹き飛ばし切れない質量の大きな塵埃が、コリメートレンズに付着するおそれがある。 However, the invention of Patent Document 1 injects shielding gas along the incident surface of the collimating lens, which can result in large amounts of dust particles that cannot be blown away by the flow of shielding gas alone adhering to the collimating lens.
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、ヘッド本体の内部に配置された光学部品に塵埃が付着するのを抑えることにある。 The present invention was made in consideration of these issues, and its purpose is to prevent dust from adhering to the optical components located inside the head body.
第1の発明は、光ファイバを介して伝送されたレーザ光を出射するレーザ出射装置であって、前記光ファイバを着脱可能に接続するファイバ接続口と、前記ファイバ接続口と交差する方向に開口するメンテナンス開口と、を有するヘッド本体と、前記ヘッド本体における前記メンテナンス開口よりも出射方向の下流側に配置された光学部品と、前記ヘッド本体における前記光学部品と前記ファイバ接続口との間の内部空間にエアを吹き出すエア吹出部と、前記ヘッド本体に対して着脱可能に取り付けられ、前記メンテナンス開口を塞ぐ蓋部材と、を備える。 The first invention is a laser emission device that emits laser light transmitted through an optical fiber, and includes a head body having a fiber connection port for detachably connecting the optical fiber and a maintenance opening that opens in a direction intersecting the fiber connection port; an optical component located downstream of the maintenance opening in the head body in the emission direction; an air blowing unit that blows air into the internal space in the head body between the optical component and the fiber connection port; and a cover member that is detachably attached to the head body and closes the maintenance opening.
第1の発明では、ヘッド本体における光学部品とファイバ接続口との間の内部空間にエアを吹き出すことで、内部空間を陽圧にしている。そして、内部空間に吹き出されたエアは、ファイバ接続口から外部に排気されるので、ファイバ接続口から塵埃が侵入するのを抑えることができる。 In the first invention, air is blown into the internal space between the optical components and the fiber connection port in the head body, creating a positive pressure in the internal space. The air blown into the internal space is then exhausted to the outside through the fiber connection port, preventing dust from entering through the fiber connection port.
具体的に、従来の発明のように、ファイバ接続口を横切るようにガスを流通させてエアカーテンを形成した構成では、ガスの流れによって内部空間が負圧となり、ファイバ接続口から外気が流入することとなる。ここで、外気に含まれる塵埃のほとんどは、排気口から排気される一方、ガスでは吹き飛ばし切れない質量の大きな塵埃が、光学部品としてのコリメートレンズに付着することとなるため、ヘッド本体の内部に外気が流入する状況は好ましくない。 Specifically, in a configuration in which an air curtain is formed by circulating gas across the fiber connection port, as in conventional inventions, the gas flow creates a negative pressure in the internal space, allowing outside air to flow in through the fiber connection port. While most of the dust contained in the outside air is exhausted through the exhaust port, large amounts of dust that cannot be blown away by the gas end up adhering to the collimating lens, which is an optical component, so it is undesirable for outside air to flow into the head body.
これに対し、本発明では、ヘッド本体の内部空間に吹き出されたエアは、ファイバ接続口から外部に排気されるため、ファイバ接続口から外気が流入するのを抑えることができる。その結果、外気に含まれる塵埃が光学部品に付着するのを抑えることができる。 In contrast, with the present invention, the air blown into the internal space of the head body is exhausted to the outside through the fiber connection port, preventing outside air from flowing in through the fiber connection port. As a result, dust contained in the outside air can be prevented from adhering to optical components.
第2の発明は、第1の発明のレーザ出射装置において、前記蓋部材は、第1蓋部材と、前記第1蓋部材と交換可能な第2蓋部材と、を含み、前記第1蓋部材は、前記メンテナンス開口を塞ぐ第1蓋本体を有し、前記第2蓋部材は、前記メンテナンス開口を塞ぐ第2蓋本体と、前記第2蓋本体に設けられて前記ファイバ接続口から見て前記光学部品に重なり合う保護板と、を有する。 A second invention is a laser emission device according to the first invention, wherein the cover member includes a first cover member and a second cover member replaceable with the first cover member, the first cover member having a first cover body that closes the maintenance opening, and the second cover member having a second cover body that closes the maintenance opening and a protective plate provided on the second cover body that overlaps the optical component when viewed from the fiber connection port.
第2の発明では、第1蓋部材と第2蓋部材とを交換するようにしている。具体的に、レーザ出射装置の動作時には、第1蓋部材でメンテナンス開口を塞ぐ一方、光ファイバの着脱作業時には、第2蓋部材でメンテナンス開口を塞ぐようにする。 In the second invention, the first cover member and the second cover member are interchangeable. Specifically, when the laser emission device is in operation, the first cover member closes the maintenance opening, while when the optical fiber is being attached or detached, the second cover member closes the maintenance opening.
このように、光ファイバの着脱作業時には、ファイバ接続口から見て光学部品に重なり合う位置に保護板が配置されることとなる。そのため、エアによって吹き飛ばすことができない質量の大きな塵埃がファイバ接続口から内部空間に侵入した場合でも、塵埃を保護板で受け止めることで、塵埃が光学部品に付着するのを抑えることができる。そして、光ファイバの着脱作業が終了した後で、第2蓋部材を取り外すことで、保護板で受け止めた塵埃を回収することができる。 In this way, when attaching or detaching the optical fiber, the protective plate is positioned so that it overlaps the optical component when viewed from the fiber connection port. Therefore, even if large amounts of dust that cannot be blown away by air enter the internal space through the fiber connection port, the dust can be caught by the protective plate, preventing it from adhering to the optical component. After attaching or detaching the optical fiber, the dust caught by the protective plate can be collected by removing the second cover member.
第3の発明は、第2の発明のレーザ出射装置において、前記保護板における前記ファイバ接続口に対向する面には、前記保護板の一部が窪んだ凹部が形成される。 The third invention is the laser emission device of the second invention, wherein a recess is formed in the surface of the protective plate facing the fiber connection port, where the protective plate is partially recessed.
第3の発明では、保護板におけるファイバ接続口に対向する面に凹部を形成することで、内部空間に侵入した塵埃を保護板の凹部内に収容して回収しやすくなる。 In the third invention, by forming a recess on the surface of the protective plate facing the fiber connection port, dust that has entered the internal space can be easily collected by being contained within the recess in the protective plate.
第4の発明は、第2又は3の発明のレーザ出射装置において、前記保護板は、前記レーザ光が透過するガラス材料で構成される。 A fourth aspect of the present invention is a laser emission device according to the second or third aspect, wherein the protective plate is made of a glass material that transmits the laser light.
第4の発明では、保護板をガラス材料で構成することで、レーザ出射装置の動作時においても、第2蓋部材をヘッド本体に取り付けたままの状態とすることができる。これにより、第2蓋部材のみを用意しておけば、レーザ出射装置の動作時と光ファイバの着脱作業時との両方に対応することができ、在庫管理が容易となる。 In the fourth aspect of the invention, by constructing the protective plate from a glass material, the second cover member can remain attached to the head body even when the laser emission device is in operation. This means that by having only the second cover member on hand, it can be used both when the laser emission device is in operation and when the optical fiber is being attached or detached, making inventory management easier.
第5の発明は、第2~4の発明の何れか1つのレーザ出射装置において前記光ファイバの着脱を行う光ファイバ着脱方法であって、前記内部空間にエアを吹き出す工程と、前記ヘッド本体から前記第1蓋部材を取り外した後で、前記第2蓋部材を取り付ける工程と、前記光ファイバを前記ファイバ接続口に接続する工程と、前記ヘッド本体から前記第2蓋部材を取り外した後で、前記第1蓋部材を取り付ける工程と、前記内部空間に対するエアの吹き出しを停止する工程と、を備える。 The fifth invention is a method for attaching and detaching an optical fiber in a laser emission device according to any one of the second to fourth inventions, and includes the steps of blowing air into the internal space, removing the first lid member from the head body and then attaching the second lid member, connecting the optical fiber to the fiber connection port, removing the second lid member from the head body and then attaching the first lid member, and stopping the blowing of air into the internal space.
第5の発明では、内部空間にエアを吹き出して内部空間を陽圧とすることで、ファイバ接続口から外気が流入するのを抑えることができる。また、第1蓋部材と第2蓋部材とを交換することで、ファイバ接続口から内部空間に侵入した質量の大きな塵埃を保護板で受け止めることができる。また、第2蓋部材と第1蓋部材とを交換した後で、エアの吹き出しを停止することで、保護板で受け止めた塵埃を回収して、光学部品に塵埃が付着するのを抑えることができる。 In the fifth invention, by blowing air into the internal space to create a positive pressure in the internal space, it is possible to prevent outside air from flowing in through the fiber connection port. Furthermore, by replacing the first cover member with the second cover member, it is possible to catch large amounts of dust particles that have entered the internal space through the fiber connection port with the protective plate. Furthermore, by stopping the air blowing after replacing the second cover member with the first cover member, it is possible to collect the dust caught by the protective plate and prevent dust from adhering to optical components.
本発明によれば、ヘッド本体の内部に配置された光学部品に塵埃が付着するのを抑えることができる。 This invention makes it possible to prevent dust from adhering to the optical components arranged inside the head body.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。 Embodiments of the present invention will now be described with reference to the drawings. Note that the following description of the preferred embodiment is merely exemplary in nature and is not intended to limit the present invention, its applications, or its uses.
〈レーザ出射装置の構成〉
図1に示すように、レーザ出射装置1は、レーザ発振器10と、光ファイバ11と、ロボット15と、制御部16と、レーザ加工ヘッド20と、を備える。
<Configuration of laser emission device>
As shown in FIG. 1 , the laser emission device 1 includes a laser oscillator 10 , an optical fiber 11 , a robot 15 , a control unit 16 , and a laser processing head 20 .
レーザ発振器10は、レーザ光LBを発振する。レーザ発振器10は、例えば、固体レーザ光源、気体レーザ光源、ファイバレーザ光源を用いることができる。また、レーザ発振器10は、半導体レーザからの出射光を直接に用いる半導体レーザ光源や、複数のレーザ光エミッタを備える半導体レーザアレイであってもよい。 The laser oscillator 10 emits laser light LB. The laser oscillator 10 can be, for example, a solid-state laser light source, a gas laser light source, or a fiber laser light source. The laser oscillator 10 can also be a semiconductor laser light source that directly uses light emitted from a semiconductor laser, or a semiconductor laser array equipped with multiple laser light emitters.
レーザ発振器10は、光ファイバ11の入射端に接続される。レーザ加工ヘッド20は、光ファイバ11の出射端に接続される。レーザ発振器10から出射されたレーザ光LBは、光ファイバ11を介してレーザ加工ヘッド20に伝送される。 The laser oscillator 10 is connected to the input end of the optical fiber 11. The laser processing head 20 is connected to the output end of the optical fiber 11. The laser light LB emitted from the laser oscillator 10 is transmitted to the laser processing head 20 via the optical fiber 11.
レーザ加工ヘッド20は、ロボット15に取り付けられる。レーザ加工ヘッド20は、ロボット15を動作させることで、ワークWに対するレーザ光LBの出射位置及び焦点位置を変更可能となっている。 The laser processing head 20 is attached to the robot 15. By operating the robot 15, the laser processing head 20 can change the emission position and focal position of the laser light LB relative to the workpiece W.
制御部16には、レーザ発振器10、レーザ加工ヘッド20、及びロボット15が接続される。制御部16は、レーザ加工ヘッド20の移動速度の他に、レーザ光LBの出力開始や停止、レーザ光LBの出力強度などを制御する。 The control unit 16 is connected to the laser oscillator 10, laser processing head 20, and robot 15. In addition to the movement speed of the laser processing head 20, the control unit 16 controls the start and stop of the output of the laser light LB, the output intensity of the laser light LB, etc.
〈レーザ加工ヘッドの構成〉
図2に示すように、レーザ加工ヘッド20は、ヘッド本体21と、光学部品としてのコリメートレンズ24と、フォーカスレンズ25と、エア吹出部26と、を有する。
<Configuration of laser processing head>
As shown in FIG. 2, the laser processing head 20 has a head body 21, a collimator lens 24 as optical components, a focus lens 25, and an air blowing unit 26.
ヘッド本体21は、レーザ光LBの出射方向に延びる筒状に形成される。ヘッド本体21は、ファイバ接続口22と、メンテナンス開口23と、レーザ出射口(図示省略)と、を有する。レーザ出射口は、図1でワークWに対向する面に開口する。 The head body 21 is formed in a cylindrical shape extending in the direction of emission of the laser light LB. The head body 21 has a fiber connection port 22, a maintenance opening 23, and a laser emission port (not shown). The laser emission port opens on the surface facing the workpiece W in Figure 1.
ファイバ接続口22には、光ファイバ11が着脱可能に接続される。具体的に、光ファイバ11の出射端には、ファイバコネクタ12が設けられる。光ファイバ11は、ファイバコネクタ12をファイバ接続口22に差し込むことで、ヘッド本体21に接続される。 The optical fiber 11 is detachably connected to the fiber connection port 22. Specifically, a fiber connector 12 is provided at the output end of the optical fiber 11. The optical fiber 11 is connected to the head body 21 by inserting the fiber connector 12 into the fiber connection port 22.
メンテナンス開口23は、ファイバ接続口22と交差する方向に開口する。具体的に、メンテナンス開口23は、レーザ光LBの出射方向に直交して、ヘッド本体21の側壁に開口している。 The maintenance opening 23 opens in a direction that intersects with the fiber connection port 22. Specifically, the maintenance opening 23 opens in the side wall of the head body 21, perpendicular to the emission direction of the laser light LB.
コリメートレンズ24は、ヘッド本体21におけるメンテナンス開口よりもレーザ光LBの出射方向の下流側に配置される。コリメートレンズ24は、光ファイバ11の出射端から出射されたレーザ光LBを平行化する。 The collimating lens 24 is positioned downstream of the maintenance opening in the head body 21 in the emission direction of the laser light LB. The collimating lens 24 collimates the laser light LB emitted from the emission end of the optical fiber 11.
フォーカスレンズ25は、コリメートレンズ24で平行化されたレーザ光LBを集光する。フォーカスレンズ25で集光されたレーザ光LBは、レーザ出射口を通過してワークWに出射される。 The focus lens 25 focuses the laser light LB that has been collimated by the collimator lens 24. The laser light LB focused by the focus lens 25 passes through the laser emission port and is emitted onto the workpiece W.
ヘッド本体21には、内部空間Sが設けられる。内部空間Sは、ヘッド本体21におけるコリメートレンズ24とファイバ接続口22との間の空間である。ヘッド本体21の下端部には、ヘッドノズル29が設けられる。ヘッドノズル29には、エア配管27が着脱可能に接続される。エア配管27には、エア供給部28が接続される。エア供給部28は、例えば、エアポンプである。 An internal space S is provided in the head body 21. The internal space S is the space between the collimator lens 24 and the fiber connection port 22 in the head body 21. A head nozzle 29 is provided at the bottom end of the head body 21. An air pipe 27 is detachably connected to the head nozzle 29. An air supply unit 28 is connected to the air pipe 27. The air supply unit 28 is, for example, an air pump.
ここで、レーザ加工時には、ヘッドノズル29は、エア配管27を介してエア供給部28に接続される。ヘッドノズル29は、エア供給部28から供給されたエアを、レーザ光LBの出射方向の下流側に吹き出す。これにより、ワークWの加工点で生じたスパッタがヘッド本体21の内部に侵入しないようにしている。 Here, during laser processing, the head nozzle 29 is connected to the air supply unit 28 via the air piping 27. The head nozzle 29 blows air supplied from the air supply unit 28 downstream in the emission direction of the laser light LB. This prevents spatter generated at the processing point of the workpiece W from entering the inside of the head main body 21.
エア吹出部26には、エア吹出部蓋30が着脱可能に取り付けられる。ここで、レーザ加工時には、エア吹出部蓋30は、エア吹出部26に取り付けられてエア吹出部26を塞ぐ。なお、詳しくは後述するが、光ファイバ11の着脱作業時には、エア吹出部蓋30は、エア吹出部26から取り外される。エア配管27は、ヘッドノズル29からエア吹出部26に付け替えられる。 An air blowing section lid 30 is removably attached to the air blowing section 26. Here, during laser processing, the air blowing section lid 30 is attached to the air blowing section 26 to close it. Note that, as will be described in detail later, when attaching or detaching the optical fiber 11, the air blowing section lid 30 is removed from the air blowing section 26. The air piping 27 is reattached from the head nozzle 29 to the air blowing section 26.
エア吹出部26は、ヘッド本体21の側壁におけるメンテナンス開口23よりも下側に設けられる。エア吹出部26は、エア供給部28から供給されたエアを、ヘッド本体21の内部空間Sに吹き出す。 The air blowing section 26 is located below the maintenance opening 23 on the side wall of the head body 21. The air blowing section 26 blows air supplied from the air supply section 28 into the internal space S of the head body 21.
メンテナンス開口23には、第1蓋部材31が着脱可能に取り付けられる。第1蓋部材31は、メンテナンス開口23を塞ぐ第1蓋本体32を有する。レーザ出射装置1の動作時において、第1蓋部材31は、メンテナンス開口23を塞いでいる。詳しくは後述するが、第1蓋部材31は、光ファイバ11の着脱作業時に、第2蓋部材35と交換される。 A first cover member 31 is removably attached to the maintenance opening 23. The first cover member 31 has a first cover body 32 that closes the maintenance opening 23. When the laser emission device 1 is in operation, the first cover member 31 closes the maintenance opening 23. As will be described in more detail below, the first cover member 31 is replaced with a second cover member 35 when the optical fiber 11 is to be attached or detached.
〈光ファイバ着脱方法〉
ところで、製品出荷時や光ファイバ11の交換作業時のように、一時的に、ヘッド本体21から光ファイバ11が取り外されることで、ヘッド本体21のファイバ接続口22が開口した状態となることがある。この場合、外気に含まれる塵埃40(図4参照)がファイバ接続口22からヘッド本体21の内部空間Sに侵入して、コリメートレンズ24に付着するおそれがある。
<Optical fiber attachment/detachment method>
Incidentally, the optical fiber 11 may be temporarily removed from the head main body 21 during product shipping or replacement of the optical fiber 11, leaving the fiber connection port 22 of the head main body 21 open. In this case, dust 40 (see FIG. 4 ) contained in the outside air may enter the internal space S of the head main body 21 through the fiber connection port 22 and may adhere to the collimator lens 24.
そして、コリメートレンズ24に塵埃40が付着した状態でレーザ光LBを出射すると、コリメートレンズ24における塵埃40の付着箇所で焼損が生じるおそれがある。 If the laser light LB is emitted when dust 40 is attached to the collimator lens 24, there is a risk of burnout at the location on the collimator lens 24 where the dust 40 is attached.
そこで、本実施形態では、光ファイバ11の着脱作業時に、ファイバ接続口22から塵埃40が侵入するのを抑えるようにしている。 Therefore, in this embodiment, measures are taken to prevent dust 40 from entering through the fiber connection port 22 when attaching or detaching the optical fiber 11.
図3に示すように、ステップST11では、エア吹出部蓋30をエア吹出部26から取り外すとともに、ヘッドノズル29に接続されたエア配管27をエア吹出部26に付け替え、ステップST12に進む。具体的に、図4に示すように、エア配管27は、ヘッドノズル29に接続されている。エア吹出部26には、エア吹出部蓋30が取り付けられている。そして、エア吹出部26からヘッド本体21の内部空間Sにエアを供給するのにあたって、図5に示すように、エア吹出部26からエア吹出部蓋30を取り外し、ヘッドノズル29からエア配管27を取り外した後、エア配管27をエア吹出部26に接続する。 As shown in FIG. 3, in step ST11, the air blowing unit lid 30 is removed from the air blowing unit 26, and the air pipe 27 connected to the head nozzle 29 is reattached to the air blowing unit 26, and the process proceeds to step ST12. Specifically, as shown in FIG. 4, the air pipe 27 is connected to the head nozzle 29. An air blowing unit lid 30 is attached to the air blowing unit 26. Then, to supply air from the air blowing unit 26 to the internal space S of the head main body 21, as shown in FIG. 5, the air blowing unit lid 30 is removed from the air blowing unit 26, the air pipe 27 is removed from the head nozzle 29, and the air pipe 27 is then connected to the air blowing unit 26.
図3のステップST12では、ヘッド本体21からキャップ33を取り外してファイバ接続口22を開口し、ステップST13に進む。具体的に、図4に示すように、製品出荷時には、ヘッド本体21から光ファイバ11が取り外されている。ファイバ接続口22には、キャップ33が嵌め込まれ、ファイバ接続口22が塞がれる。メンテナンス開口23には、第1蓋部材31が取り付けられ、メンテナンス開口23が塞がれる。そして、ヘッド本体21のファイバ接続口22に光ファイバ11を接続するのにあたって、図5に示すように、キャップ33を取り外す。 In step ST12 of Figure 3, the cap 33 is removed from the head body 21 to open the fiber connection port 22, and the process proceeds to step ST13. Specifically, as shown in Figure 4, the optical fiber 11 is removed from the head body 21 at the time of product shipment. A cap 33 is fitted into the fiber connection port 22 to close the fiber connection port 22. A first cover member 31 is attached to the maintenance opening 23 to close the maintenance opening 23. Then, to connect the optical fiber 11 to the fiber connection port 22 of the head body 21, the cap 33 is removed as shown in Figure 5.
図3のステップST13では、エア吹出部26から内部空間Sにエアを吹き出し、ステップST14に進む。具体的に、図5に示すように、エア供給部28から供給されたエアを、エア吹出部26から内部空間Sに吹き出す。これにより、内部空間Sが陽圧となる。そして、内部空間Sに吹き出されたエアは、ファイバ接続口22から外部に排気されるので、ファイバ接続口22から塵埃40が侵入するのを抑えることができる。 In step ST13 of Figure 3, air is blown out from the air blowing section 26 into the internal space S, and the process proceeds to step ST14. Specifically, as shown in Figure 5, air supplied from the air supply section 28 is blown out from the air blowing section 26 into the internal space S. This creates a positive pressure in the internal space S. The air blown out into the internal space S is then exhausted to the outside through the fiber connection port 22, thereby preventing dust 40 from entering through the fiber connection port 22.
図3のステップST14では、ヘッド本体21から第1蓋部材31を取り外し、ステップST15に進む。図6に示すように、第1蓋部材31を取り外すことで、メンテナンス開口23が開口する。このとき、メンテナンス開口23が開口しているが、内部空間Sへのエアの供給が継続される。そのため、内部空間Sに吹き出されたエアは、メンテナンス開口23から外部に排気されるので、メンテナンス開口23から塵埃40が侵入するのを抑えることができる。 In step ST14 of Figure 3, the first cover member 31 is removed from the head main body 21, and the process proceeds to step ST15. As shown in Figure 6, removing the first cover member 31 opens the maintenance opening 23. At this time, while the maintenance opening 23 is open, the supply of air to the internal space S continues. Therefore, the air blown into the internal space S is exhausted to the outside through the maintenance opening 23, preventing dust 40 from entering through the maintenance opening 23.
図3のステップST15では、ヘッド本体21に第2蓋部材35を取り付け、ステップST16に進む。図6及び図7に示すように、第2蓋部材35は、第2蓋本体36と、保護板37と、を有する。第2蓋本体36は、ヘッド本体21の側壁に取り付けられ、メンテナンス開口23を塞ぐ。 In step ST15 of Figure 3, the second cover member 35 is attached to the head body 21, and the process proceeds to step ST16. As shown in Figures 6 and 7, the second cover member 35 has a second cover body 36 and a protective plate 37. The second cover body 36 is attached to the side wall of the head body 21 and closes the maintenance opening 23.
保護板37は、第2蓋本体36に設けられ、ファイバ接続口22から見てコリメートレンズ24に重なり合う。保護板37におけるファイバ接続口22に対向する面には、保護板37の一部が窪んだ凹部38が形成される。 The protective plate 37 is provided on the second lid body 36 and overlaps the collimator lens 24 when viewed from the fiber connection port 22. A recess 38 is formed on the surface of the protective plate 37 facing the fiber connection port 22, where part of the protective plate 37 is recessed.
図8に示すように、ヘッド本体21に第2蓋部材35を取り付けた状態では、ファイバ接続口22から見てコリメートレンズ24に重なり合う位置に保護板37が配置されることとなる。そのため、エアによって吹き飛ばすことができない質量の大きな塵埃40がファイバ接続口22から内部空間Sに侵入した場合でも、塵埃40を保護板37で受け止めることで、塵埃40がコリメートレンズ24に付着するのを抑えることができる。 As shown in Figure 8, when the second cover member 35 is attached to the head main body 21, the protective plate 37 is positioned so that it overlaps the collimator lens 24 when viewed from the fiber connection port 22. Therefore, even if dust 40 with a large mass that cannot be blown away by air enters the internal space S through the fiber connection port 22, the dust 40 can be caught by the protective plate 37, preventing the dust 40 from adhering to the collimator lens 24.
図3のステップST16では、光ファイバ11のファイバコネクタ12を、ヘッド本体21のファイバ接続口22に接続し、ステップST17に進む。図8に示すように、光ファイバ11の接続時には、ファイバ接続口22から排気されるエアの抵抗を受ける。そのため、ファイバコネクタ12をスムーズに差し込むことができるように、エアの供給圧力を適宜調整しておくのが好ましい。 In step ST16 of Figure 3, the fiber connector 12 of the optical fiber 11 is connected to the fiber connection port 22 of the head main body 21, and the process proceeds to step ST17. As shown in Figure 8, when connecting the optical fiber 11, resistance is encountered from the air exhausted from the fiber connection port 22. Therefore, it is preferable to appropriately adjust the air supply pressure so that the fiber connector 12 can be inserted smoothly.
図3のステップST17では、ヘッド本体21から第2蓋部材35を取り外し、ステップST18に進む。図9に示すように、第2蓋部材35における保護板37の凹部38には、エアで吹き飛ばせなかった質量の大きな塵埃40が受け止められており、第2蓋部材35を取り外すことで回収することができる。このとき、メンテナンス開口23が開口しているが、内部空間Sへのエアの供給は継続されている。そのため、内部空間Sに吹き出されたエアは、メンテナンス開口23から外部に排気されるので、メンテナンス開口23から塵埃40が侵入するのを抑えることができる。 In step ST17 of Figure 3, the second cover member 35 is removed from the head main body 21, and the process proceeds to step ST18. As shown in Figure 9, large amounts of dust 40 that could not be blown away by air are caught in the recesses 38 of the protective plate 37 of the second cover member 35, and can be collected by removing the second cover member 35. At this time, the maintenance opening 23 is open, but the supply of air to the internal space S continues. Therefore, the air blown into the internal space S is exhausted to the outside through the maintenance opening 23, preventing dust 40 from entering through the maintenance opening 23.
図3のステップST18では、ヘッド本体21のメンテナンス開口23に第1蓋部材31を取り付け、ステップST19に進む。図10に示すように、第1蓋部材31によってメンテナンス開口23が塞がれることで、メンテナンス開口23から塵埃40が侵入するのを抑えることができる。 In step ST18 of Figure 3, the first cover member 31 is attached to the maintenance opening 23 of the head main body 21, and then the process proceeds to step ST19. As shown in Figure 10, by closing the maintenance opening 23 with the first cover member 31, it is possible to prevent dust 40 from entering through the maintenance opening 23.
図3のステップST19では、エア供給部28の動作を停止し、エア吹出部26からのエアの吹き出しを停止して、ステップST20に進む。図10に示すように、ヘッド本体21のファイバ接続口22は、ファイバコネクタ12で塞がれ、メンテナンス開口23は、第1蓋部材31で塞がれる。これにより、ヘッド本体21への塵埃40の侵入を抑えることができる。 In step ST19 of Figure 3, the operation of the air supply unit 28 is stopped, air blowing from the air blowing unit 26 is stopped, and the process proceeds to step ST20. As shown in Figure 10, the fiber connection port 22 of the head main body 21 is closed by the fiber connector 12, and the maintenance opening 23 is closed by the first cover member 31. This prevents dust 40 from entering the head main body 21.
図3のステップST20では、エア吹出部26に接続されたエア配管27を取り外してヘッドノズル29に付け替えるとともに、エア吹出部26にエア吹出部蓋30を取り付ける。これにより、図2に示すように、レーザ加工装置1は、レーザ加工が可能な状態となり、光ファイバ11の着脱作業が終了する。 In step ST20 of Figure 3, the air pipe 27 connected to the air blowing unit 26 is removed and replaced with the head nozzle 29, and the air blowing unit cover 30 is attached to the air blowing unit 26. As a result, as shown in Figure 2, the laser processing device 1 is ready for laser processing, and the attachment and detachment of the optical fiber 11 is completed.
《その他の実施形態》
前記実施形態については、以下のような構成としてもよい。
Other Embodiments
The above embodiment may be configured as follows.
前記実施形態では、第2蓋部材35の保護板37を金属材料で構成することを想定しているが、この形態に限定するものではない。 In the above embodiment, it is assumed that the protective plate 37 of the second cover member 35 is made of a metal material, but this is not limited to this form.
例えば、第2蓋部材35の保護板37を、レーザ光LBが透過するガラス材料で構成するようにしてもよい。このように、保護板37をガラス材料で構成することで、レーザ出射装置1の動作時においても、第2蓋部材35をヘッド本体21に取り付けたままの状態とすることができる。これにより、第2蓋部材35のみを用意しておけば、レーザ出射装置1の動作時と光ファイバ11の着脱作業時との両方に対応することができ、在庫管理が容易となる。 For example, the protective plate 37 of the second lid member 35 may be made of a glass material that transmits the laser light LB. By making the protective plate 37 out of a glass material in this way, the second lid member 35 can remain attached to the head body 21 even when the laser emission device 1 is in operation. This means that by having only the second lid member 35 on hand, it can be used both when the laser emission device 1 is in operation and when the optical fiber 11 is being attached or detached, making inventory management easier.
以上説明したように、本発明は、ヘッド本体の内部に配置された光学部品に塵埃が付着するのを抑えることができるという実用性の高い効果が得られることから、きわめて有用で産業上の利用可能性は高い。 As explained above, the present invention has the highly practical effect of preventing dust from adhering to optical components arranged inside the head body, making it extremely useful and highly applicable industrially.
1 レーザ出射装置
11 光ファイバ
21 ヘッド本体
22 ファイバ接続口
23 メンテナンス開口
24 コリメートレンズ(光学部品)
26 エア吹出部
31 第1蓋部材(蓋部材)
32 第1蓋本体
35 第2蓋部材(蓋部材)
36 第2蓋本体
37 保護板
38 凹部
LB レーザ光
S 内部空間
REFERENCE SIGNS LIST 1 Laser emission device 11 Optical fiber 21 Head body 22 Fiber connection port 23 Maintenance opening 24 Collimating lens (optical component)
26 Air blowing portion 31 First cover member (cover member)
32 First lid body 35 Second lid member (lid member)
36 Second cover body 37 Protective plate 38 Recess LB Laser light S Internal space
Claims (5)
前記光ファイバを着脱可能に接続するファイバ接続口と、前記ファイバ接続口と交差する方向に開口するメンテナンス開口と、を有するヘッド本体と、
前記ヘッド本体における前記メンテナンス開口よりも出射方向の下流側に配置された光学部品と、
前記ヘッド本体における前記光学部品と前記ファイバ接続口との間の内部空間にエアを吹き出すエア吹出部と、
前記ヘッド本体に対して着脱可能に取り付けられ、前記メンテナンス開口を塞ぐ蓋部材と、を備え、
前記蓋部材は、第1蓋部材と、前記第1蓋部材と交換可能な第2蓋部材と、を含み、
前記第1蓋部材は、前記メンテナンス開口を塞ぐ第1蓋本体を有し、
前記第2蓋部材は、前記メンテナンス開口を塞ぐ第2蓋本体と、前記第2蓋本体に設けられて前記ファイバ接続口から見て前記光学部品に重なり合う保護板と、を有する
レーザ出射装置。 A laser emission device that emits laser light transmitted through an optical fiber, comprising:
a head body having a fiber connection port for detachably connecting the optical fiber and a maintenance opening that opens in a direction intersecting the fiber connection port;
an optical component disposed downstream of the maintenance opening in the head body in the emission direction;
an air blowing portion that blows air into an internal space between the optical component and the fiber connection port in the head body;
a cover member that is detachably attached to the head body and closes the maintenance opening,
The cover member includes a first cover member and a second cover member replaceable with the first cover member,
the first cover member has a first cover body that closes the maintenance opening,
The second cover member of the laser beam emission device includes a second cover body that closes the maintenance opening, and a protection plate that is provided on the second cover body and overlaps the optical component when viewed from the fiber connection port.
前記保護板における前記ファイバ接続口に対向する面には、前記保護板の一部が窪んだ凹部が形成される
レーザ出射装置。 2. The laser beam emission apparatus according to claim 1,
The laser beam emission device has a surface of the protection plate facing the fiber connection port, the surface being formed with a recess in which part of the protection plate is recessed.
前記保護板は、前記レーザ光が透過するガラス材料で構成される
レーザ出射装置。 3. The laser beam emission device according to claim 1,
The protection plate is made of a glass material that transmits the laser light.
前記内部空間にエアを吹き出す工程と、
前記ヘッド本体から前記第1蓋部材を取り外した後で、前記第2蓋部材を取り付ける工程と、を備える
光ファイバ着脱方法。 4. An optical fiber attachment/detachment method for attaching/detaching the optical fiber in the laser beam emitter according to claim 1, comprising:
blowing air into the internal space;
and attaching the second cover member after removing the first cover member from the head body.
前記第2蓋部材を取り付けた後で、前記光ファイバを前記ファイバ接続口に接続する工程と、
前記ヘッド本体から前記第2蓋部材を取り外した後で、前記第1蓋部材を取り付ける工程と、
前記内部空間に対するエアの吹き出しを停止する工程と、を備える
光ファイバ着脱方法。 The optical fiber attachment/detachment method according to claim 4,
a step of connecting the optical fiber to the fiber connection port after attaching the second cover member;
a step of attaching the first cover member after removing the second cover member from the head main body;
and stopping the blowing of air into the internal space.
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