(57)【要約】【課題】レーザー加工機から反射レーザー光が漏れ出した時に、レーザー加工機を停止させることが可能なレーザー加工機のレーザー光保護装置を提供すること。【解決手段】レーザー光保護装置１０ａは、レーザー加工機を用いてワーク１２を加工する際に、レーザー加工機から漏れ出す反射レーザー光を光ファイバー２２により検出する検出装置２０と、反射レーザー光の漏れが検出された時に、レーザー加工機を停止させる制御装置とを備えている。光ファイバー２２は、先端検出面２２ａが斜めに角度を付けてカットされており、先端検出面２２ａがレーザー加工機に対向するように設置されているのが好ましい。【選択図】図１
2014094396.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザー加工機を用いてワークを加工する際に、前記レーザー加工機から漏れ出す反射レーザー光を光ファイバーにより検出する検出装置と、
前記検出装置により前記反射レーザー光の漏れが検出された時に、前記レーザー加工機を停止させる制御装置と
を備えたレーザー加工機のレーザー光保護装置。
【請求項２】
前記光ファイバーは、先端検出面が斜めに角度を付けてカットされており、前記先端検出面が前記レーザー加工機に対向するように設置されている請求項１に記載のレーザー加工機のレーザー光保護装置。
【請求項３】
前記検出装置は、
湾曲している複数本の前記光ファイバーと、
前記光ファイバーの起端部を保持し、前記先端検出面が前記レーザー加工機に対向するように前記光ファイバーを下方に吊り下げるための光ファイバー保持部と、
前記光ファイバー保持部の上面に設けられ、前記光ファイバーの起端部から放出される前記反射レーザー光を集光するための上蓋と、
前記上蓋で集光された前記反射レーザー光を電気信号に変換する光電変換装置と
を備えている請求項２に記載のレーザー加工機のレーザー光保護装置。
【請求項４】
前記検出装置は、長さの異なる複数本の前記光ファイバーを備え、
前記光ファイバー保持部は、前記先端検出面が２次元平面上に配列するように、前記光ファイバーの起端部を保持している
請求項３に記載のレーザー加工機のレーザー光保護装置。
【請求項５】
前記上蓋は、内部が空洞であり、
前記上蓋の内面には、前記光電変換装置の受光面が設けられている
請求項３又は４に記載のレーザー加工機のレーザー光保護装置。
【請求項６】
難燃性材料（Ａ）からなり、かつ、前記先端検出面の正面を覆う前方カバーと、
難燃性材料（Ｂ）からなり、かつ、前記先端検出面の裏面を覆う後方カバーと
をさらに備えた請求項１から５までのいずれか１項に記載のレーザー加工機のレーザー光保護装置。
【請求項７】
前記光ファイバーは、難燃性材料（Ｃ）からなる被覆材で被覆されている請求項１から６までのいずれか１項に記載のレーザー加工機のレーザー光保護装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザー加工機のレーザー光保護装置に関し、さらに詳しくは、レーザー加工機から反射レーザー光が漏れ出した時にレーザー加工機を直ちに停止させることが可能なレーザー加工機のレーザー光保護装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザー加工機は、通常、ワークの鉛直上方にレーザー光照射装置が配置されている。上方のレーザー光照射装置から下方のワークに向かってレーザー光が照射されると、レーザー光の一部がワークで反射され、レーザー加工機の側方に向かって反射レーザー光が放射されることがある。レーザー加工機には、レーザー加工部を観察するための観察窓や、ワークを出し入れするための開閉扉などが設けられている。そのため、反射レーザー光を完全に遮蔽できず、加工中に反射レーザー光がレーザー加工機外に漏れ出すことがある。漏れ出した反射レーザー光が人体に照射されると、人体に悪影響を及ぼす。
【０００３】
そこでこの問題を解決するために、従来から種々の提案がなされている。
例えば、特許文献１には、
（１）ＮＣ制御装置付きレーザー加工機において、レーザービーム保護カバーに透明なプラスチックからなる外層部材と耐熱ガラス板からなる内装部材とが積層された観察窓をレーザー加工部を観察可能な位置に設け、
（２）観察窓の内装部材下面（ワーク側）に反射レーザー光を検出する赤外線センサーを設け、
（３）赤外線センサーが設定された強度以上の赤外線レーザー光を受光したときに、ＮＣ制御装置のディスプレイにアラームを表示する
レーザー加工機のレーザービーム保護カバーが開示されている。
同文献には、このような方法により、レーザー加工時の加工部の状態をはっきりと、かつ、安全に観察することができる点が記載されている。
【０００４】
特許文献１に記載されているように、観察窓にセンサーを設けると、強度の強い反射レーザー光を検出することができる。しかしながら、観察窓にセンサーを設けるだけでは、反射レーザー光を完全に遮蔽することができない。また、観察窓以外の部位から漏れ出す反射レーザー光を検出することもできない。そのため、レーザー加工機の周囲には、通常、光漏れ防止用のカバーが設けられている。レーザー加工機の周囲に設けられるカバーは、通常、難燃性材料が用いられている。
【０００５】
しかしながら、カバーに可燃性オイル等の可燃物が付着した場合において、この可燃物に反射レーザー光が照射されたときには、可燃物が燃焼する。可燃物が燃焼すると、やがて難燃性カバーに穴が開き、その穴から反射レーザー光が漏れ出すという問題がある。さらに、難燃性カバーから漏れ出す反射レーザー光から人体を保護するための手段を備えた装置が提案された例は、従来にはない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平９−３２３１８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、レーザー加工機から反射レーザー光が漏れ出した時に、直ちにレーザー加工機を停止させることが可能なレーザー加工機のレーザー光保護装置を提供することにある。
また、本発明が解決しようとする他の課題は、レーザー加工機から反射レーザー光が漏れ出した時に、反射レーザー光から人体を保護することが可能なレーザー加工機のレーザー光保護装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために本発明に係るレーザー加工機のレーザー光保護装置は、
レーザー加工機を用いてワークを加工する際に、前記レーザー加工機から漏れ出す反射レーザー光を光ファイバーにより検出する検出装置と、
前記検出装置により前記反射レーザー光の漏れが検出された時に、前記レーザー加工機を停止させる制御装置と
を備えていることを要旨とする。
【０００９】
この場合、前記光ファイバーは、先端検出面が斜めに角度を付けてカットされており、前記先端検出面が前記レーザー加工機に対向するように設置されているのが好ましい。
【００１０】
また、前記検出装置は、
湾曲している複数本の前記光ファイバーと、
前記光ファイバーの起端部を保持し、前記先端検出面が前記レーザー加工機に対向するように前記光ファイバーを下方に吊り下げるための光ファイバー保持部と、
前記光ファイバー保持部の上面に設けられ、前記光ファイバーの起端部から放出される前記反射レーザー光を集光するための上蓋と、
前記上蓋で集光された前記反射レーザー光を電気信号に変換する光電変換装置と
を備えているのが好ましい。
【００１１】
また、
前記検出装置は、長さの異なる複数本の前記光ファイバーを備え、
前記光ファイバー保持部は、前記先端検出面が２次元平面上に配列するように、前記光ファイバーの起端部を保持している
ものが好ましい。
【００１２】
さらに、前記レーザー加工機のレーザー光保護装置は、
難燃性材料（Ａ）からなり、かつ、前記先端検出面の正面を覆う前方カバーと、
難燃性材料（Ｂ）からなり、かつ、前記先端検出面の裏面を覆う後方カバーと
をさらに備えているものが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
反射レーザー光を光ファイバーで検出すると、反射レーザー光の有無を比較的容易に電気信号に変換することができる。また、制御装置が反射レーザー光を検出したときには、制御装置からレーザー加工機に制御信号が送られるので、直ちにレーザー加工機を停止させることができる。
【００１４】
特に、光ファイバーとして、先端検出面が斜めにカットされているものを用いると、複数本の光ファイバーの先端検出面を２次元平面上に配列させることが容易化する。このような先端検出面が２次元平面上に配列している光ファイバー群をレーザー加工機の側方に配置すると、漏れだした反射レーザー光を確実に検出することができる。
さらに、先端検出面の正面及び裏面を難燃性材料からなる前方カバー及び後方カバーで覆うと、反射レーザー光の人体への照射を確実に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るレーザー加工機のレーザー光保護装置の概略図である。
【図２】図１に示すレーザー光保護装置の分解斜視図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係るレーザー加工機のレーザー光保護装置の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施の形態について詳細に説明する。
［１．  レーザー光保護装置（１）］
図１に、本発明の第１の実施の形態に係るレーザー加工機のレーザー光保護装置（以下、単に「レーザー光保護装置」という）の概略図を示す。また、図２に、レーザー光保護装置の分解斜視図を示す。
図１及び図２において、レーザー光保護装置１０ａは、検出装置２０と、制御装置（図示せず）とを備えている。また、検出装置２０は、光ファイバー２２と、光ファイバー保持部２４と、上蓋２６と、光電変換装置２８とを備えている。
【００１７】
［１．１．  検出装置］
検出装置２０は、レーザー加工機（図示せず）を用いてワーク１２を加工する際に、レーザー加工機から漏れ出す反射レーザー光を光ファイバー２２により検出するための装置である。
【００１８】
［１．１．１．  光ファイバー］
光ファイバー２２は、一般に、コア及びクラッドからなる芯材と、芯材の表面を被覆する被覆材とを備えている。被覆材の材料は、特に限定されるものではない。しかしながら、被覆材に反射レーザー光が照射されると、被覆材が発火する場合がある。従って、被覆材は、難燃性材料（Ｃ）が好ましい。
ここで、「難燃性材料（Ｃ）」とは、ＵＬ規格のＶＷ−１相当又はこれ以上の難燃性を示す材料をいう。
難燃性材料（Ｃ）としては、例えば、塩化ビニル、塩素化ポリエチレンなどがある。
【００１９】
光ファイバー２２は、反射レーザー光の漏れ出しを検出したい箇所に１本だけ配置してもよく、あるいは、レーザー加工機の周囲に多数本配置しても良い。
レーザー加工機の周囲に多数本の光ファイバー２２を配置する場合、光ファイバー２２は、レーザー加工機の周囲であって水平方向（ｙ方向）又は鉛直方向（ｚ方向）に一列に配置しても良く、あるいは、水平方向及び鉛直方向（すなわち、ｙｚ平面上）に２次元的に配置しても良い。
【００２０】
光ファイバー２２は、その先端検出面２２ａがレーザー加工機に対向するように配置されている。例えば、光ファイバー２２を軸に対して垂直にカットし、軸に対して垂直な面を先端検出面２２ａとすることもできる。しかしながら、軸に対して垂直にカットされた多数本の光ファイバー２２の先端検出面２２ａをレーザー加工機に向けるためには、光ファイバー２２を加工機方向（ｘ方向）に配置する必要があり、装置が大型化するという問題がある。
【００２１】
これに対し、図１に示すように、先端検出面２２ａが軸に対して非垂直となるように、先端検出面２２ａを斜めに角度を付けてカットすると、光ファイバー２２を下方に吊り下げた状態（すなわち、鉛直方向（ｚ方向）に配置した状態）で、先端検出面２２ａをレーザー加工機に対向させることができる。
また、図１に示すように、先端検出面２２ａを斜めに角度を付けてカットすると同時に、光ファイバー２２を湾曲させると、光ファイバー２２を下方に吊り下げた状態で、先端検出面２２ａをレーザー加工機に対向させることがさらに容易化する。そのため、レーザー光保護装置１０の全体の厚みを薄くすることができる。
【００２２】
さらに、図１に示すように、先端検出面２２ａを斜めに角度を付けてカットすると同時に、光ファイバー２２を湾曲させ、光ファイバー２２を鉛直方向に配置する場合において、個々の光ファイバー２２の長さを変えると、先端検出面２２ａの鉛直方向（ｚ方向）の位置を自在に調節することができる。そのため、先端検出面２２ａを２次元平面（ｙｚ平面）上に容易に配列させることができる。また、２次元平面（ｙｚ平面上）上に配列している先端検出面２２ａを加工機方向（ｘ方向）に向けると、レーザー加工機の側方からの反射レーザー光の漏れ出しを確実に検出することができる。
【００２３】
［１．１．２．  光ファイバー保持部］
光ファイバー保持部２４は、光ファイバー２２を保持するためのものである。光ファイバー保持部２４は、光ファイバー２２を確実に保持することができ、かつ、先端検出面２２ａをレーザー加工機に対向させることができるものであれば良い。
【００２４】
図１に示す例において、光ファイバー２２ａは、先端検出面２２ａが斜めにカットされ、かつ、湾曲しているものからなる。また、光ファイバー保持部２４は、このような光ファイバー２２の起端部を保持し、先端検出面２２ａがレーザー加工機に対向するように光ファイバー２２を下方に吊り下げることができるものからなる。具体的には、図２に示すように、光ファイバー保持部２４は、板状部材からなり、板状部材に設けられた貫通孔に光ファイバー２２の起端部が挿入されている。
【００２５】
［１．１．３．  上蓋］
上蓋２６は、光ファイバー保持部２４の上面に設けられている。上蓋２６は、光ファイバー２２の起端部を覆うだけでなく、個々の光ファイバー２２から放出される反射レーザー光を集光し、光電変換装置２８に導くためのものである。上蓋２６は、このような機能を奏するものであれば良く、その構造は特に限定されない。
【００２６】
図１及び図２に示す例において、上蓋２６は、内部が空洞になっている。また、上蓋２６の内面には、後述する光電変換装置２８の受光面２８ａが設けられている。
光ファイバー２２の起端部をこのような上蓋２６で覆い、外部からの光を完全に遮断すると、光ファイバー２２の起端部から放出された反射レーザー光が上蓋２６の内面に設けられた受光面２８ａに到達する。そのため、レーザー加工機の一部の領域から反射レーザー光の漏れ出しが生じた場合（すなわち、光ファイバー２２の一部から反射レーザー光が放出された場合）であっても、これを確実に検出することができる。
【００２７】
［１．１．４．  光電変換装置］
光電変換装置２８は、光ファイバー２２で検出された反射レーザー光を電気信号に変換するためのものである。光電変換装置２８は、電気信号線３０を介して、図示しない制御装置に接続されている。光電変換装置２８は、特に限定されるものではなく、光ファイバー２２から放出される反射レーザ光を電気信号に変換可能なものであれば良い。
【００２８】
図１及び図２に示す例において、光電変換装置２８は、上蓋２６の上面に設けられており、上蓋２６の内面には光電変換素子２８の受光面２８ａが設けられている。光電変換装置２８は、光ファイバー２２の起端部から放出される反射レーザー光を受光面２８ａで受光し、電気信号に変換するためのものである。光電変換装置２８としては、例えば、フォトダイオード、フォトトランジスタ、ＣＣＤなどがある。
【００２９】
［１．１．５．  制御装置］
制御装置は、検出装置２０により反射レーザー光の漏れが検出された時に、レーザー加工機を停止させる装置である。
光電変換装置２８から出力される電気信号は、制御装置に出力される。制御装置が反射レーザー光を検出したときには、レーザー加工機を停止させるための制御信号が制御装置からレーザー加工機に出力される。
【００３０】
［２．  レーザー光保護装置（１）の作用］
図１及び図２に示すレーザー光保護装置１０ａの検出装置２０をレーザー加工機（図示せず）の側面に配置する。この状態で、レーザー加工機から照射レーザー光をワーク１２に照射すると、ワーク１２がレーザー光により所定の形状に加工される。この時、照射レーザー光の一部がワーク１２で反射され、反射レーザー光が加工機方向（ｘ方向）に放出される。放出された反射レーザー光の一部は、レーザー加工機外に漏れ出す。
【００３１】
レーザー加工機外に漏れ出した反射レーザ光は、先端検出面２２ａから光ファイバー２２内に入り、上蓋２６で集光される。集光された反射レーザー光は、光電変換装置２８で電気信号に変換された後、電気信号が制御装置に入力される。制御装置が反射レーザー光を検出したときには、制御装置からレーザー加工機に制御信号が送られ、レーザー加工機を停止させる。
【００３２】
本発明においては、反射レーザー光を光ファイバー２２で検出しているので、反射レーザー光の有無を比較的容易に電気信号に変換することができる。そのため、漏れだした反射レーザー光が人体に悪影響を及ぼす前に、レーザー加工機を確実に停止させることができる。
また、光ファイバー２２として、先端検出面２２ａが斜めにカットされているものを用いると、装置を大型化させることなく、複数本の光ファイバー２２の先端検出面２２ａを２次元平面上に配列させることが容易化する。このような先端検出面２２ａが２次元平面上に配列している多数の光ファイバー２２をレーザー加工機の側方に配置すると、漏れだした反射レーザー光を確実に検出することができる。
【００３３】
［３．  レーザー光保護装置（２）］
図３に、本発明の第２の実施の形態に係るレーザー加工機のレーザー光保護装置の側面図を示す。図３において、レーザー光保護装置１０ｂは、検出装置２０と、制御装置（図示せず）と、前方カバー３２と、後方カバー３４とを備えている。
【００３４】
［３．１．  検出装置］
検出装置２０は、レーザー加工機（図示せず）を用いてワーク１２を加工する際に、レーザー加工機から漏れ出す反射レーザー光を光ファイバー２２により検出するための装置である。図３に示す例において、検出装置２０は、光ファイバー２２と、光ファイバー保持部２４と、上蓋２６と、光電変換装置２８とを備えている。検出装置２０の詳細は、第１の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。
【００３５】
［３．２．  制御装置］
制御装置は、検出装置２０により反射レーザー光の漏れが検出された時に、レーザー加工機を停止させる装置である。制御装置の詳細は、第１の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。
【００３６】
［３．３．  前方カバー及び後方カバー］
前方カバー３２は、先端検出面２２ａの正面を覆うためのものである。後方カバー３４は、先端検出面２２ａの裏面を覆うためのものである。前方カバー３２及び後方カバー３４の形状や大きさは、反射レーザ光が到達する可能性のある部分をすべて覆うことが可能なものであれば良い。
【００３７】
前方カバー３２は、難燃性材料（Ａ）を用いるのが好ましい。同様に、後方カバー３４は、難燃性材料（Ｂ）を用いるのが好ましい。難燃性材料（Ａ）、（Ｂ）は、互いに同一の材料であっても良く、あるいは、異なる材料であっても良い。
ここで、「難燃性材料（Ａ）、（Ｂ）」とは、ＵＬ９４規格のＶ−０相当又はこれ以上の難燃性を示す材料をいう。
【００３８】
［４．  レーザー光保護装置（２）の作用］
先端検出面２２ａの正面を前方カバー３２で覆うと、レーザー加工機から漏れ出す反射レーザー光は、まず前方カバー３２で遮蔽される。しかしながら、反射レーザー光の照射が継続すると、やがて前方カバー３２に穴が開き、前方カバー３２から反射レーザー光が漏れ出す。漏れだした反射レーザー光は、前方カバー３２の裏面に位置する光ファイバー２２によって検出される。
また、反射レーザー光の一部は、光ファイバー２２の間を素通りするが、素通りした反射レーザー光は、次に後方カバー３４によって遮蔽される。そのため、反射レーザー光の漏れ出しが発生しても、人体に反射レーザー光が照射される前にレーザー加工機を停止させることができる。
【００３９】
以上、本発明の実施の形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改変が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明に係るレーザー加工機のレーザー光保護装置は、反射レーザー光の漏れだしが生じたときのレーザー加工機の緊急停止装置として用いることができる。
また、本発明に係るレーザー加工機のレーザー光保護装置は、従来の難燃性カバーに代えて、又は、これと共に使用することができる。
【符号の説明】
【００４１】
１０ａ  レーザー光保護装置
２０    検出装置
２２    光ファイバー
２２ａ  先端検出面
２４    光ファイバー保持部
２６    上蓋
２８    光電変換装置
【図１】
2014094396.tif 000003
【図２】
2014094396.tif 000004
【図３】
2014094396.tif 000005