Brevet FR2590822A1 — publié le 19870605

La présente invention concerne un dispositif de protection tour une machine, en particulier, mais non nécessai- rement, une machine de découpage, utilisant un laser à-gaz carbonique. Dans des machines du type décrit ci-dessus, un des problèmes devant obligatoirement être:;.. consiste en ce qu'il faut maintenir le faisceau laser à l'intérieur d'un espace déterminé ou zone de travail. Dans ce but, des machines du type décrit ci-dessus sont normalement pourvues d'un dispositif de protection constitué par une cage formée d'un matériau imperméable au rayonnement émis par le laser particulier utilisé, et définis- sant un espace ou zone de travail entièrement autour d'un dispositif de support de pièce. Evidemment ladite cage doit être pourvue d'une ou plusieurs fenêtres d'inspection pour permettre à un opérateur de contrôler le déroulement correct des opérations qui doivent être effectuées sur la pièce, en regardant de l'extérieur. Dans le cas o un laser à gaz carbonique est utilisé, ces fenêtres d'inspection comprennent normalement un corps transparent formé d'une couche de PLEXIGLASS, qui est imperméable au rayonnement émis par un laser du type décrit ci-dessus. Des fenêtres d'inspection connues du type décrit ci-dessus présentent l'inconvénient de résister pendant seulement un temps relativement court à un impact direct d'un faisceau laser émis, par exemple, par un laser de découpage d'une puissance relativement grande. En fait, le PLEXIGLASS, s'il est percuté directement par le faisceau laser, arrête le faisceau proprement dit mais il est rapidement sublimé sous l'eftet de la chaleur que le rayonnement du laser lui transmet. En conséquence un opérateur placé en avant d'une fenêtre d'inspection directement dans le trajet d'un faisceau laser peut être touché par celuici avant de remarquer que ladite feuille de PLEXIGLASS est prête à se rompre. L'objet de la présente invention est de créer un dispositif de protection pour des machines à laser du type décrit ci-dessus, o ladite fenêtre d'inspection soit exempte de l'inconvénient décrit ci-dessus. 2 2590822 Ledit objet est réalisé par la présente invention qui concerne un dispositif de protection pouvant être associé à une machine utilisant un dispositif à laser à gaz carbonique pour définir une zone de travail infranchissable pour un faisceau laser émis par le dispositif laser proprement dit le dispositif de protection comprenant au moins une fenêtre d'inspection fermée par un corps transparent et étant caractérisé par le fait qu'il comprend un circuit de sécurité pour commander ledit laser; ledit corps transparent compre- nant au moins une feuille intérieure, dirigée vers ladite zone de travail, et une feuille extérieure de PLEXIGLASS superposée sur la première feuille un conducteur électrique étant interposé entre les deux feuilles précitées et faisant partie dudit circuit de sécurité. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une vue latérale schématique d'un dispositif de protection agencé conformément aux principes de la présente invention; la figure 2 représente en vue en élévation latérale, avec des parties enlevées pour clarifier le dessin, un détail de la figure 1; et la figure 3 est une vue en coupe faite selon la ligne III-III de la figure 2. Sur la figure 1, la référence numérique 1 désigne, dans son ensemble, la machine de découpage comportant un dispositif 2 à laser à gaz carbonique dont une des têtes de coupe 3 est orientable et est disposée en regard d'une table porte-pièce 4.supportant une pièce 5. Le dispositif à laser 2 et la table porte-pièce 4 sont placés à l'intérieur d'une cage ou cellule 6 dont les parois sont formées d'une matière imperméable au rayonnement de laser produit par le dispositif à laser 2. La cage 6 définit une zone de travail 7 qui ne peut pas être traversée par un faisceau laser 8 émis par la tête de coupe 3. Au travers des parois de la cage 6, il est prévu au moins une fenêtre 'iin-,pection 9 comportant un châssis 10 nenrsibtlement rectangulaire qui est ferme par un corps transparent 11. Conmme illustre sur la figure 3, le corps transpa- S rent 11 comprend une feuille intérieure 12 dirigée vers la zone de travail 7 et une feuille extérieure 13, les deux feuilles étant superposées et en contact l'une avec l'autre. La feuille extérieure 13 peut être d'une couleur fumée " ou Elle peut être claire; dans ce dernier cas, lo dans une variante non illustrée, une autre feuille ( non représentée) ne couleur "fumée " peut être utilisée sur un côté extérieur de la feuille extérieure 13. Le corps transparent 11 comprend en outre un conducteur électrique 14 interposé entre les feuilles 12 et 13. Dans la réalisation représentée sur la figure 3, le conducteur électrique 14 est logé dans une rainure 15 ménagée dans une surface 16 de la feuille 12 dirigée vers la feuille 13. Alternativement, dans une variante non représen- tée, le conducteur 14 peut être formé sur la surface 16 par xerographie. Le conducteur électrique 14 fait partie d'un circuit de sécurité 17 opérant de façon à empêcher, pour une raison quelconque, le faisceau 8 restant pointé sur le corps transparent 11 pendant une période de temps supérieure A une valeur pré(ieterminée. Dans des variantes non représentées, le circuit de sécurité 17 comprend un bloc de commande pouvant mesurer, par exemple, les variations de résistance produites dans le conducteur 14 par une augmentation de température engendrée par l'impact direct du faisceau 8 sur le corps transparent 11, et pour actionner des indicateurs acoustiques et/ou lumineux agissant de façon à alerter les opérateurs du danger imminent en temps correct. Cependant de Fréférence le circuit de sécurité 17 comprend, comme illustré sur la figure 1, un bloc de commande 18 relieé au conducteur 14 et capable de détecter, par l'inter- médiaire du ccnjucteur 14 proprement dit, la production de l'impact direct ui faisceau 8 sur le corps transparent 11, et il interrompre au moyen d'un interrupteur normalement fermé 19 l'alimentation en énerqie du dispositif à laser 2. Dans l'exemple représenté, la situation d'impact prolongé du faisceau 8 sur le corps transparent 11 est détectée par l'unité de commande 18 à la suite d'une fusion du conducteur 14. Le conducteur 14 est, en fait, formé d'un matériau à bas point de fusion, comme par exemple un alliage d'étain, et il est disposé entre les couches 12 et 13 dans un enroulement sinueux ou en serpentin 20, dont les boucles 21 s'étendent pratiquement sur toute la surface du corps transpa- rent 11 et sont disposées à distance l'une de l'autre afin d'éliminer tout risque qu'un faisceau 8 dirigé sur le corps transparent 11 n'atteigne pas directement une des boucles 21. En particulier la distance entre deux boucles contiguës 21, c'est-à-dire le pas de l'enroulement en serpen- tin 20, est calculée de manière à être inférieure à la fois au diamètre du faisceau lorsqu'il n'est pas concentré et au diamètre du faisceau déconcentré 8 en correspondance à la zone d'impact sur le corps transparent 11. De préférence ledit pas est compris entre un tiers et la moitié du plus petit des deux diamètres mentionnés ci-dessus. De cette manière, si pour une cause accidentelle la tête 3 est tournée, en service, en direction du corps transparent 11, l'impact entre le faisceau 8 et le corps transparent 11 produit, au bout d'un certain temps, la perforation de la feuille intérieure 12 et la rupture du conducteur 14, mais non la perforation de la feuille exté- rieure 13 du fait que la rupture précédente par fusion du conducteur 14 produit un arrêt du dispositif à laser 2. REVENDICATIONS 1. Dispositif de protection pouvant être associé à une machine utilisant un dispositif à laser à gaz carboni- que pour définir une zone de travail infranchissable par un faisceau laser émis par le dispositif à laser proprement dit, le dispositif de protection comprenant au moins une fenêtre d'inspection fermée par un corps transparent, et étant caractérisé par le fait qu'il comprend un circuit de sécurité (17) pour commander ledit laser (2), ledit corps lu transparent (11) comprenant au moins une feuille intérieure (12) dirigée vers ladite zone de travail et une feuille extérieure superposée (13) en PLEXIGLASS, un conducteur électrique (14) étant interposé entre les deux feuilles précitées (12, 13) et faisant partie dudit circuit de sécurité (17). 2. Dispositif de protection selon la revendication 1, caractérisé ir le fait que ledit conducteur (14-) est relié à ladite feuille intérieure (12). 3. Dispositif de protection selon la revendication 2, caractérisé par le fait que ladite feuille intérieure (12) comporte, sur sa surface dirigée vers ladite feuille extérieu- re (13), une rainure recevant ledit conducteur (14). 4., ispositif de protection selon une des reven- dications 1 ou 2, caractérisé par le fait que ledit conduc- teur (14) a été formé par xerographie sur une surface de ladite feuille intérieure (12) dirigée vers ladite feuille extérieure (13). 5. Dispositif selon une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que ladite feuille extérieure (13) est en couleur " fumée ". 6. Di positif selon une quelconque des revendications I à 5, caractérisé par le fait que ledit conducteur (14) est formé d'un matériau à bas point de fusion. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par le lait que ledit conducteur (14) a la forme d'un enrou- lement en serpentin (21) s'étendant sensiblement sur toute la surface de ladite fenêtre (9). 8. Dispositif de protection selon la revendication 7, caractérisé par le fait que ledit circuit de sécurité (17) est un circuit pour commander une ligne d'alimentation en courant dudit dispositif à laser (2). 9. Dispositif de protection selon la revendication 8, caractérisé par le fait que ledit enroulement en serpen- tin (14, 21) a un pas inférieur à la fois au diamètre présenté par le faisceau lorsqu'il n'est pas concentré et au diamètre présenté par le faisceau déconcentré en corres- pondance à une zone d'impact avec ladite fenêtre (9). 10. Dispositif de protection selon la revendication 9, caractérisé par le fait que le pas dudit enroulement en serpentin (14, 21) est compris entre la moitié et un tiers du plus petit des deux diamètres précités du faisceau non concentré et du faisceau déconcentré.