(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザガスに放電を発生させる放電部と、
前記レーザガスを前記放電部による放電発生部分に送風する送風部と、
前記送風部に含まれるモータと、
前記送風部の回転を行う回転部と回転を行わない非回転部との間に設けられた軸受と、
前記軸受にグリスを補給するグリス補給機構と、
前記軸受内のグリス量を検出し、前記グリス補給機構へのグリスを補給するグリス補給制御装置と、
前記送風部の駆動を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記グリス補給機構から前記軸受へグリスが補給された後、レーザ出力時の回転数よりも低い回転数で前記送風部を駆動し、
前記制御部は、前記モータに流れる電流値を検出して前記モータの負荷を検出し、前記モータの負荷が軽減するまでの間、前記レーザ出力時の回転数よりも低い回転数で前記送風部を駆動した後、前記送風部を前記レーザ出力時の回転数に上げて駆動するガスレーザ発振装置。
【請求項２】
前記グリス補給機構は前記軸受に隣接して設置されている請求項１に記載のガスレーザ発振装置。
【請求項３】
前記グリス補給制御装置が検出した前記グリス量が、規定値以下の場合、前記制御部は、前記放電部の電源と前記送風部を停止し、前記グリス補給制御装置を介して、前記グリス補給機構から前記軸受にグリスを補給する請求項１または２に記載のガスレーザ発振装置。
【請求項４】
請求項１から３の何れか１項に記載のガスレーザ発振装置と、
前記ガスレーザ発振装置から照射されたレーザ光と前記レーザ光を照射するワークを相対移動させる駆動部と、
を備えたガスレーザ加工機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザガスを循環する送風部を備えたガスレーザ発振装置およびガスレーザ加工機に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ガスレーザ発振装置は、密閉された筐体内に一対の電極を有し、この筐体内に封入された増幅媒質であるレーザガスをブロワ等の送風部によって強制的に循環させている。そして、ガスレーザ発振装置は、筐体内の一対の電極によって生じる放電によって、レーザガスを励起し、部分反射鏡と全反射鏡とによって共振器を形成し、部分反射鏡から外部にレーザ光を出力する構成にしている。
【０００３】
また、このガスレーザ発振装置は、照射したレーザ光を複数のミラーからなる光学系を介して加工ヘッドに送り、加工テーブル上のワークに位置決めした位置にレーザ光を照射する。これにより、ガスレーザ発振装置は、ワークに所定の加工を行うガスレーザ加工機の加工用の光源として用いられている。
【０００４】
ところで、このようなガスレーザ発振装置において、レーザガスを循環させる送風部は、レーザガスを送風する翼車に接続した回転軸を軸受で保持する構成にしており、この軸受には潤滑用のグリスを供給するようにしていた（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
しかし、この様な従来のガスレーザ発振装置では、不足したグリスを適宜供給できるものの、軸受のグリスが不足した部分に十分に行渡る前に、回転軸が回転することがあり、その結果、回転軸と軸受との間に磨耗、発熱を生じるので軸受寿命を縮める一因となっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２２１０４２号公報
【発明の概要】
【０００７】
本発明はこの課題に着目し、軸受寿命を延ばすことができるガスレーザ発振装置およびガスレーザ加工機を提供する。
【０００８】
本発明のガスレーザ発振装置は、レーザガスに放電を発生させる放電部と、上記レーザガスを上記放電部による放電発生部分に送風する送風部と、上記送風部に含まれるモータと、上記送風部の回転を行う回転部と回転を行わない非回転部との間に設けられた軸受と、上記軸受にグリスを補給するグリス補給機構と、上記軸受内のグリス量を検出し、上記グリス補給機構へのグリスを補給するグリス補給制御装置と、上記送風部の駆動を制御する制御部と、を備えている。そして、本発明のガスレーザ装置の制御部は、上記グリス補給機構から上記軸受へグリスが補給された後、レーザ出力時の回転数よりも低い回転数で上記送風部を駆動する。さらに本発明のガスレーザ装置の制御部は、上記モータに流れる電流値を検出して上記モータの負荷を検出し、上記モータの負荷が軽減するまでの間、上記レーザ出力時の回転数よりも低い回転数で上記送風部を駆動した後、上記送風部を上記レーザ出力時の回転数に上げて駆動する構成からなる。
【０００９】
この構成により、グリス補給機構から軸受へグリスが補給された後、レーザ出力時の回転数よりも低い回転数で送風部を駆動するので、軸受内部にグリスが行き渡り、回転軸と軸受との間の磨耗や発熱を低減できるので、軸受の寿命を延ばす事ができる。これにより、本発明のガスレーザ発振装置は、長期に渡って高い信頼性を確保する事ができる。
【００１０】
また、本発明のガスレーザ加工装置は、上記記載のガスレーザ発振装置と、上記ガスレーザ発振装置から照射されたレーザ光と、このレーザ光を照射するワークとを相対移動させる駆動部と、を備えた構成からなる。
【００１１】
この構成により、グリス補給機構から軸受へグリスが補給された後、レーザ出力時の回転数よりも低い回転数で送風部を駆動するので、軸受内部にグリスが行き渡り、回転軸と軸受との間の磨耗や発熱を低減できるので、軸受の寿命を延ばす事ができる。これにより、本発明のガスレーザ加工装置は、長期に渡って高い信頼性を確保する事ができる。
【００１２】
以上のように、本発明のガスレーザ発振装置およびガスレーザ加工装置は、軸受内部にグリスが行き渡り、回転軸と軸受との間の磨耗や発熱を低減できるので、軸受の寿命を延ばす事が可能となり、長期に渡って高い信頼性を確保する事ができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態１に関するガスレーザ発振装置のフローチャート
【図２】本発明の実施の形態１に関するガスレーザ発振装置の構成図
【図３】本発明の実施の形態１に関するガスレーザ発振装置の送風部の要部の構成図
【図４】本発明の実施の形態２に関するガスレーザ発振装置のフローチャート
【図５】本発明の実施の形態３に関するガスレーザ加工機の構成図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。以下の図面においては、同じ構成要素については同じ符号を付しているので説明を省略する場合がある。
【００１５】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１に関するガスレーザ発振装置のフローチャート、図２は本発明の実施の形態１に関するガスレーザ発振装置の構成図、図３は本発明の実施の形態１に関するガスレーザ発振装置の送風部の要部の構成図である。
【００１６】
図２に示すように、ガラスなどの絶縁体からなる放電管１内には、レーザガス２が循環されている。本実施の形態１では、レーザガス２は、例えば、二酸化炭素（以下、「ＣＯ２」とする。）ガスを主成分として窒素ガスとヘリウムガスを混合した気体からなる。放電管１には電極３、４が設けられていて、これら電極３、４には電源５が接続されて、放電管１内に放電を発生させるように放電部が構成されている。
【００１７】
この放電で生じた高速の電子が、窒素分子を励起して高エネルギー準位に上げる。この励起された窒素分子が、ＣＯ２分子に衝突してＣＯ２分子にエネルギーを与えて励起させ、ＣＯ２分子のエネルギー準位を上げる。その際、窒素分子は、エネルギーを失うのでエネルギー準位が下がる。
【００１８】
そして、反転分布したＣＯ２分子は光を発生する。この光は、放電管１の両端にそれぞれ対向するように配置された全反射鏡６と部分反射鏡７とによる共振器内を往復することにより増幅されてレーザ光として誘導放出される。これにより、誘導放出されたレーザ光の一部が、部分反射鏡７から外部にレーザ光８として取り出され出力されるように構成している。なお、ヘリウムガスは冷却効果があり、レーザガス２の温度上昇を抑止するとともに、レーザ発振に関係しない下位レベルのＣＯ２分子を衝突でエネルギー準位の基底状態に戻す作用を行う。
【００１９】
この放電管１には、レーザガス２を循環させる循環路となるガス循環経路９が接続され、そのガス循環経路９の途中にレーザガス２を送風する送風部１０が配置される。この送風部１０により、放電管１内で約１００ｍ／ｓｅｃ程度のガス流となるように、ガス循環経路９内のレーザガス２が循環させられている。
【００２０】
このガス循環経路９には、放電部や送風部１０を通過後に放電エネルギーおよび圧縮熱により高温となっているレーザガス２の温度を下げるための熱交換器１１が複数配置されている。
【００２１】
なお、この送風部１０及び電源５には制御部１２が接続されて、夫々を制御するようにしており、この制御部１２は警報部１３にも接続されている。
【００２２】
この送風部１０は図３に示すように、本実施の形態１では遠心式の送風部を用い、レーザガス２を吸い込み、回転により吐出する翼車１４を回転軸１５に取り付けている。この回転軸１５にはモータロータ１６を取り付けていて、このモータロータ１６と対向する位置にモータステータ１７を配置し、このモータステータ１７はケーシング１８に固定している。
【００２３】
また、回転軸１５とケーシング１８との間には軸受１９ａ、１９ｂが配置され、回転軸１５を回転可能に支持し、この軸受１９ａ、１９ｂの内部には潤滑のためグリス２０が封入されている。そして、軸受１９ａ、１９ｂのそれぞれに隣接してグリス補給機構２１が配置されており、経時的な揮発等により減少したグリスが補給される構造となっている。
【００２４】
なお、グリス補給機構２１にはグリス補給制御装置２２が接続されていて、グリス量の検出と、グリス補給機構２１へのグリス補給が行われるようにしている。
【００２５】
送風部１０は、回転部と非回転部とに分けられ、回転部は翼車１４、回転軸１５、モータロータ１６および軸受１９ａ、１９ｂの回転軸１５と接触した部分から構成されている。
【００２６】
また、非回転部は、モータステータ１７、ケーシング１８および軸受１９ａ、１９ｂのケーシング１８と接触した部分から構成されている。
【００２７】
このように構成した送風部１０は、モータステータ１７に交流電力を供給すると、発生した回転磁界によりモータロータ１６が回転し、回転軸１５を介して翼車１４が回転する。翼車１４の周囲にはスクロール２３が配置され、翼車１４の回転によりレーザガス２の送風が行われる。
【００２８】
そして、図１に示すように、本実施の形態１のガスレーザ発振装置は、グリス補給と、このグリス補給の後、レーザ出力時の回転数よりも低い回転数で送風部１０を駆動している。
【００２９】
具体的には、本実施の形態１のガスレーザ発振装置は、図１に示すフローチャートに沿って運転を開始し、動作する。すなわち、レーザ発振を行うために、運転が開始されると、所望のレーザ光８の出力が得られるように電源５および送風部１０を制御部１２が駆動し制御する（ステップＳ１）。これと同時に、グリス補給制御装置２２からの信号が制御部１２に入力されて、軸受１９ａ、１９ｂ内のグリス量が検出される（ステップＳ２）。
【００３０】
この検出したグリス量が規定量以下かどうか判別し（ステップＳ３）、グリス量が規定量以上ある場合は、継続して所望のレーザ光８の出力が得られるように制御部１２が電源５および送風部１０を駆動し制御する（ステップＳ４からステップＳ１へ）。一方、検出したグリス量が規定量より少ない場合は、制御部１２は電源５および送風部１０を停止し、運転が停止されるとともに警報部１３が駆動される（ステップＳ５）。
【００３１】
次に、制御部１２は、グリス補給制御装置２２を介してグリス補給機構２１から所定量のグリスを軸受１９ａ、１９ｂに補給する（ステップＳ６）。
【００３２】
そして、このグリス補給後、制御部１２は、レーザ出力時の回転数よりも低い回転数で送風部１０を駆動する、所謂、馴らし運転を負荷の小さい状態で行う（ステップＳ７）。
【００３３】
予め設定された、グリスが軸受に馴染むのに必要な所定時間の間、この馴らし運転を行うため、所定時間が経過したか否か判別する（ステップＳ８）。所定時間が経過していない場合は馴らし運転を継続し、所定時間が経過した場合は警報部１３を停止し（ステップＳ９）、再び、所望のレーザ光８の出力が得られるように電源５および送風部１０を制御部１２が駆動し制御する（ステップＳ１）。
【００３４】
以上のように、本実施の形態１のガスレーザ発振装置は、レーザガス２に放電を発生させる電極３、４および電源５からなる放電部と、レーザガス２を放電部による放電発生部分に送風する送風部１０と、送風部１０の駆動を制御する制御部１２と、を備えている。
【００３５】
そして、ガスレーザ発振装置の送風部１０は、回転部と非回転部とを有し、回転部と非回転部との間に軸受１９ａ、１９ｂを配置し、軸受１９ａ、１９ｂにグリスを補給するグリス補給機構２１を設けている。ここで、回転部は、回転を行う翼車１４、回転軸１５、モータロータ１６および軸受１９ａ、１９ｂの回転軸１５と接触した部分から構成されている。非回転部は、回転を行わないモータステータ１７、ケーシング１８および軸受１９ａ、１９ｂのケーシング１８と接触した部分から構成されている。
【００３６】
そして、ガスレーザ発振装置の制御部１２は、グリス補給機構２１から軸受１９ａ、１９ｂへグリスが補給された後、レーザ出力時の回転数よりも低い回転数で送風部１０を駆動する構成としている。
【００３７】
この構成により、軸受１９ａ、１９ｂ内部にグリスが行き渡り、回転軸と軸受との間の磨耗や発熱を低減できるので、軸受１９ａ、１９ｂの寿命を延ばす事ができる。これにより、長期に渡って高い信頼性を確保する事ができる。
【００３８】
また、制御部１２は、あらかじめ設定された時間の間、レーザ出力時の回転数よりも低い回転数で送風部１０を駆動した後、送風部１０をレーザ出力時の回転数に上げて駆動する構成としている。
【００３９】
この構成により、軸受１９ａ、１９ｂの内部にグリス２０が行き渡った後でレーザ出力時の回転数に上げるので、回転軸と軸受との間の磨耗や発熱を低減できる。これにより、軸受１９ａ、１９ｂの寿命を延ばす事ができ、長期に渡って高い信頼性を確保する事ができる。
【００４０】
（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２に関するガスレーザ発振装置のフローチャートで、本実施の形態２において、実施の形態１と同じ構成の部分については同じ符号を付し、その説明を省略する。
【００４１】
本実施の形態２の特徴とするところは、実施の形態１での馴らし運転の時間、具体的には、予め設定された、グリスが馴染むのに必要な所定時間に代えて、モータステータ１７に流れる電流を制御部１２で検出して、制御する点である。
【００４２】
すなわち、モータに流れる電流はモータの負荷に応じて大きくなるため、グリス補給直後の軸受潤滑が不充分な間は軸受１９ａ、１９ｂの滑りに摩擦が生じ、モータ電流が大きくなる。一方、軸受１９ａ、１９ｂにグリスが十分に行き渡ると摩擦が減少し、モータ電流が減少する。このモータ電流の減少を検出する事で、馴らし運転の完了を判断する制御が行われる。
【００４３】
具体的には図４のフローチャートに示すように、ガスレーザ発振装置がレーザ発振を行うために、運転を開始する。そうすると、所望のレーザ光８の出力が得られるように電源５および送風部１０を制御部１２が駆動し制御する（ステップＳ１）。これと同時に、グリス補給制御装置２２からの信号を制御部１２に入力して軸受１９ａ、１９ｂ内のグリス量が検出される（ステップＳ２）。
【００４４】
この検出したグリス量が規定量以下か否か判別し（ステップＳ３）、グリス量が規定量以上ある場合は、継続して所望のレーザ光８の出力が得られるように制御部１２が電源５および送風部１０を駆動し制御する（ステップＳ４からステップＳ１へ）。一方、検出したグリス量が規定量より少ない場合は、制御部１２は電源５および送風部１０を停止し、運転を停止するとともに警報部１３が駆動される（ステップＳ５）。
【００４５】
次に、制御部１２はグリス補給制御装置２２を介してグリス補給機構２１から所定量のグリスを軸受１９ａ、１９ｂに補給する（ステップＳ６）。
【００４６】
そして、このグリス補給後、制御部１２はレーザ出力時の回転数よりも低い回転数で送風部１０を駆動する、所謂、馴らし運転を負荷の小さい状態で行う（ステップＳ７）。
【００４７】
次に、モータ電流検出として、制御部１２はモータステータ１７に流れる電流を検出する（ステップＳ１０）。
【００４８】
この検出したモータ電流が所定値以下になったか否かを判別し（ステップＳ１１）、所定値以上の場合は馴らし運転を継続し、所定値より少なくなった場合は警報部１３を停止し（ステップＳ９）、再び、所望のレーザ光８の出力が得られるように電源５、送風部１０を制御部１２で駆動制御する（ステップＳ１）。
【００４９】
以上のように、本実施の形態２のガスレーザ発振装置は、送風部１０としてモータを含む部材を用い、制御部１２は、モータに流れる電流値を検出してモータの負荷を検出する。そして、ガスレーザ発振装置は、モータの負荷が軽減するまでの間、レーザ出力時の回転数よりも低い回転数で送風部１０を駆動した後、送風部１０をレーザ出力時の回転数に上げて駆動する構成としている。
【００５０】
この構成により、軸受１９ａ、１９ｂ内部へのグリス２０の行渡り状況をモータに流れる電流で確認することができ、軸受１９ａ、１９ｂの寿命を延ばす事ができる。これにより、長期に渡って高い信頼性を確保する事ができるとともに、短時間で遅滞無く所望のレーザ出力が得られる。
【００５１】
（実施の形態３）
図５は、本発明の実施の形態３に関するガスレーザ加工機の構成図である。上述の本発明の実施の形態１、２に関するガスレーザ発振装置は、図５に示すガスレーザ加工機に使用可能であり、その概略構成について図５を参照しながら説明する。
【００５２】
図５に示すように、本実施の形態１、２に関するガスレーザ発振装置４０から出力したレーザ光８は、ワーク２４に照射するために、進行方向を反射鏡２５で反射することにより変更される。そして、レーザ光８は、トーチ２６内部に備えた集光レンズ２７によって高密度の光のエネルギービームに集光されて、ワーク２４に照射される。
【００５３】
なお、ワーク２４は加工テーブル２８上に固定されており、トーチ２６をＸ軸モータ２９あるいはＹ軸モータ３０を含んで構成される駆動部によって、ワーク２４に対して相対的に移動する事で、所定の形状の加工を行うように構成している。
【００５４】
すなわち、本発明のガスレーザ加工装置は、上記記載のガスレーザ発振装置４０と、ガスレーザ発振装置４０から照射されたレーザ光８と、このレーザ光を照射するワーク２４とを相対移動させる駆動部と、を備えた構成からなる。
【００５５】
この構成により、グリス補給機構から軸受へグリスが補給された後、レーザ出力時の回転数よりも低い回転数で送風部を駆動するので、軸受内部にグリスが行き渡り、回転軸と軸受との間の磨耗や発熱を低減できるので、軸受の寿命を延ばす事ができる。これにより、本発明のガスレーザ加工装置は、長期に渡って高い信頼性を確保する事ができる。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明によるガスレーザ発振装置およびガスレーザ加工機は、軸受内部にグリスが行き渡り、軸受の寿命を延ばす事ができ、長期に渡って高い信頼性を確保する事ができるので、様々のワークを加工するのに用いるガスレーザ発振装置およびガスレーザ加工機として有用である。
【符号の説明】
【００５７】
１  放電管
２  レーザガス
３，４  電極
５  電源
６  全反射鏡
７  部分反射鏡
８  レーザ光
９  ガス循環経路
１０  送風部
１１  熱交換器
１２  制御部
１３  警報部
１４  翼車
１５  回転軸
１６  モータロータ
１７  モータステータ
１８  ケーシング
１９ａ，１９ｂ  軸受
２０  グリス
２１  グリス補給機構
２２  グリス補給制御装置
２３  スクロール
２４  ワーク
２５  反射鏡
２６  トーチ
２７  集光レンズ
２８  加工テーブル
２９  Ｘ軸モータ
３０  Ｙ軸モータ
４０  ガスレーザ発振装置
【図１】
0005440612.tif 000002
【図２】
0005440612.tif 000003
【図３】
0005440612.tif 000004
【図４】
0005440612.tif 000005
【図５】
0005440612.tif 000006