(57)【要約】【課題】加工ノズルを清浄な状態に保ちながら、加工ノズルに効率良く精確なレーザ加工を行なわせることができるレーザ加工装置を得ること。【解決手段】レーザ光のレーザ出射口となる加工ノズル３Ａを加工ヘッドに着脱させるノズル交換部を有するとともに、加工ヘッドに取り付けられた加工ノズル３Ａからレーザ光を出射して被加工物のレーザ加工を行うレーザ加工装置において、ノズル交換部は、加工ノズル３Ａへの付着物の付着を防止する付着防止剤を供給する付着防止剤供給部と、レーザ出射口の内部であってレーザ光を通過させる加工ノズル３Ａの内壁面に、付着防止剤供給部からの付着防止剤を塗布するブラシ２と、を備える。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光のレーザ出射口となる加工ノズルを加工ヘッドに着脱させるノズル交換部を有するとともに、前記加工ヘッドに取り付けられた加工ノズルからレーザ光を出射して被加工物のレーザ加工を行うレーザ加工装置において、
前記ノズル交換部は、
前記加工ノズルへの付着物の付着を防止する付着防止剤を供給する付着防止剤供給部と、
前記レーザ出射口の内部であって前記レーザ光を通過させる前記加工ノズルの内壁面に、前記付着防止剤供給部からの付着防止剤を塗布する塗布ノズルと、
を備えることを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項２】
前記塗布ノズルは、前記レーザ出射口に挿入された状態で前記付着防止剤を前記加工ノズルの内壁面に塗布することを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工装置。
【請求項３】
前記塗布ノズルは、前記付着防止剤を塗布する先端部が円筒状を成すことを特徴とする請求項１または２に記載のレーザ加工装置。
【請求項４】
前記塗布ノズルは、前記円筒状の軸方向が前記レーザ出射口からのレーザ出斜方向となるよう前記レーザ出射口へ挿入されることを特徴とする請求項３に記載のレーザ加工装置。
【請求項５】
前記塗布ノズルは、前記ノズル交換部によって前記レーザ出射口に挿入されることを特徴とする請求項４に記載のレーザ加工装置。
【請求項６】
前記塗布ノズルは、前記加工ノズルの内壁面を洗浄する洗浄ブラシを有し、
前記ノズル交換部は、前記洗浄ブラシを前記レーザ出射口に挿入した状態で前記加工ノズルを回転させて、前記加工ノズルを前記加工ヘッドに着脱させることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載のレーザ加工装置。
【請求項７】
レーザ光のレーザ出射口となる加工ノズルへの付着物の付着を防止する付着防止剤を前記加工ノズルへ供給する付着防止剤供給部と、
前記レーザ出射口の内部であって前記レーザ光を通過させる前記加工ノズルの内壁面に、前記付着防止剤供給部からの付着防止剤を塗布する塗布ノズルと、
を備えることを特徴とする塗布装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ加工に用いる加工ノズルを清浄に保つレーザ加工装置および塗布装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
レーザ加工装置では、加工ヘッドに着脱自在に取り付けられる加工ノズルから、レーザ光とアシストガスを送出して被加工物のレーザ加工を行なっている。この加工ノズルでは、レーザ光やアシストガスの送出に伴って、レーザ光やアシストガスの送出路近傍にスパッタ（溶融金属粒子）などが付着する。この付着物は、レーザ光やアシストガスの送出不良を引き起こす原因となり、被加工物の加工処理に悪影響を及ぼす。このため、加工ノズルを清浄に保ちながら被加工物のレーザ加工を行なう必要がある。
【０００３】
特許文献１に記載のノズルクリーニング装置は、ノズルを水平可動台板上に取着された回転クリーニングブラシの位置まで移動させ、位置決め確定段階で水平可動台板を静止状態に固定し、クリーニングブラシを回転させることによって、偏心無くノズル先端の周囲およびレーザ出射口の内部をブラシで払拭し、付着物を除去するよう構成している。
【０００４】
また、特許文献２に記載のノズル交換装置は、ノズル交換時にはノズルチエンジャの移動フレームをＸ軸方向の前進端まで移動させて位置決めした後、加工ヘッドをＹ軸方向へ移動させて清掃手段の上方位置に位置決めしている。そして、加工ヘッドを下降させるとともに清掃手段を回転させることにより、加工ヘッドの先端に備えられたノズルをクリーニングしている。
【０００５】
【特許文献１】特開平５−２５３６９０号公報
【特許文献２】特開平７−１８５８６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記前者および後者の従来技術では、加工ノズルの付着物を除去することはできるが、スパッタなどの付着自体を防止することはできため、レーザ加工を開始した所定時間の経過後にはスパッタなどが付着してしまう。そのため、スパッタ等が付着した状態で被加工物が加工されることとなり加工不良の要因となる。すなわち、付着物除去を頻繁に行なえば上記問題は解消されるが、付着物の除去自体が非常に手間のかかる処理であり、除去処理に長時間を要するため、清浄な状態の加工ノズルで効率良く被加工物のレーザ加工を行なうことができないといった問題があった。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、加工ノズルを清浄な状態に保ちながら、加工ノズルに効率良く精確なレーザ加工を行なわせることができるレーザ加工装置および塗布装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、レーザ光のレーザ出射口となる加工ノズルを加工ヘッドに着脱させるノズル交換部を有するとともに、前記加工ヘッドに取り付けられた加工ノズルからレーザ光を出射して被加工物のレーザ加工を行うレーザ加工装置において、前記ノズル交換部は、前記加工ノズルへの付着物の付着を防止する付着防止剤を供給する付着防止剤供給部と、前記レーザ出射口の内部であって前記レーザ光を通過させる前記加工ノズルの内壁面に、前記付着防止剤供給部からの付着防止剤を塗布する塗布ノズルと、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、加工ノズルの内壁面に付着防止剤を塗布するので、加工ノズルを清浄な状態に保ちながら、加工ノズルに効率良く精確なレーザ加工を行なわせることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に、本発明にかかるレーザ加工装置および塗布装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１１】
実施の形態
図１は、本発明の実施の形態にかかるレーザ加工装置の概略構成を示す斜視図である。なお、レーザ加工装置１００の構成部材としては集塵部など種々の部材を有するが、本発明と直接関係しない部材においては記載を省略する。
【００１２】
本実施の形態にかかるレーザ加工装置１００は、被加工物（ワーク）２５のレーザ加工を行なう加工機構５１と、加工ノズルを交換するとともに加工ノズルにスパッタ防止剤などを塗布するノズル管理機構（ノズル交換部）５２と、を備えている。ノズル管理機構５２は、例えば加工機構５１の外部領域に設けられている。
【００１３】
ここでのノズル管理機構５２は、複数のノズルチェンジャ（ノズル交換装置）２４Ａ〜２４Ｄ、ノズルチェンジャ２４Ａ〜２４Ｄを制御する制御装置３０、スパッタ防止剤（付着防止剤）を格納するタンク１８を備えている。各ノズルチェンジャ２４Ａ〜２４Ｄは、加工ヘッド２０へ取り付けるノズルユニット２１Ａ〜２１Ｄの交換を行なうとともに、ノズルユニット２１Ａ〜２１Ｄ内の加工ノズル３Ａ〜３Ｄにタンク１８内に格納されているスパッタ防止剤などの塗布を行なう。スパッタ防止剤は、加工機構５１が被加工物２５のレーザ加工を行なった際に、飛散するスパッタの付着を防止する薬剤である。また、ここでの加工機構５１は、ノズル管理機構５２によってスパッタ防止剤などが塗布されたノズルユニット２１Ａ〜２１Ｄ（加工ノズル３Ａ〜３Ｄ）を交換しつつ被加工物２５のレーザ加工を行なう。
【００１４】
加工機構５１は、加工台２３、加工テーブル２２、加工ヘッド２０を有している。加工台２３は、加工機構５１の基部であり、その上面には加工テーブル２２が配設される。加工テーブル２２は、例えば複数の凸部で被加工物２５の裏面と当接して被加工物２５を載置する。
【００１５】
加工ヘッド２０は、被加工物２５との間で所定の高さ方向の距離を確保しながら加工テーブル２２（加工エリア）上を移動するとともに、所定の加工位置で停止して被加工物２５のレーザ加工を行う。加工ヘッド２０は、ノズルユニット２１Ａ〜２１Ｄの何れかを取り付けるとともに、取り付けたノズルユニット内の加工ノズル３を介して被加工物２５にレーザ光やアシストガスを送出（照射）する。
【００１６】
ノズル管理機構５２の各ノズルチェンジャ２４Ａ〜２４Ｄは、それぞれ加工ヘッド２０に着脱自在に取り付けられるノズルユニット２１Ａ〜２１Ｄを格納するとともに、加工ヘッド２０へ取り付けるノズルユニット２１Ａ〜２１Ｄの交換を行なう。各ノズルユニット２１Ａ〜２１Ｄは、それぞれ加工ノズル３Ａ〜３Ｄを備えている。
【００１７】
例えば、加工ヘッド２０にノズルユニット２１Ａ〜２１Ｄが取り付けられていない状態で、ノズルチェンジャ２４Ａの上部に加工ヘッド２０が停止した場合、ノズルチェンジャ２４Ａは、加工ヘッド２０にノズルユニット２１Ａを取り付ける。また、ノズルチェンジャ２４Ａがノズルユニット２１Ａを格納していない状態で、ノズルチェンジャ２４Ａの上部に加工ヘッド２０が停止した場合、ノズルチェンジャ２４Ａは、加工ヘッド２０からノズルユニット２１Ａを取り外して自装置内に格納するように制御装置３０によって制御される。
【００１８】
本実施の形態では、各ノズルチェンジャ２４Ａ〜２４Ｄが格納するノズルユニット２１Ａ〜２１Ｄの加工ノズル３Ａ〜３Ｄに対して、各ノズルチェンジャ２４Ａ〜２４Ｄがスパッタ防止剤などの塗布を行なって、各加工ノズル３Ａ〜３Ｄへのスパッタ等の付着を防止する。
【００１９】
制御装置３０は、各ノズルチェンジャ２４Ａ〜２４Ｄに接続されており、各ノズルチェンジャ２４Ａ〜２４Ｄの動作を制御する。なお、ここでは加工機構５１を制御する装置の図示を省略している。また、ここでは加工テーブル２２上で加工ヘッド２０を移動させて被加工物２５のレーザ加工を行う構成について説明したが、加工ヘッド２０の代わりに加工テーブル２２を移動させて被加工物２５のレーザ加工を行ってもよい。
【００２０】
また、ここではノズル管理機構５２が備えるノズルチェンジャがノズルチェンジャ２４Ａ〜２４Ｄの４つである場合について説明したが、ノズル管理機構５２が備えるノズルチェンジャの数はいくつでもよい。
【００２１】
つぎに、本発明の主たる特徴であるノズルチェンジャ２４Ａ〜２４Ｄの構成および動作手順について説明する。なお、ノズルチェンジャ２４Ａ〜２４Ｄは同様の構成を有し、同様の動作を行なうので、ここではノズルチェンジャ２４Ａを例にとって説明する。
【００２２】
図２は、ノズルチェンジャの構成を示す図である。ノズルチェンジャ２４Ａは、ブラシ（塗布ノズル）２、ノズル着脱部５、ギア６、ギア７、昇降プレート８、送液路９、昇降シリンダ１０、回転シリンダ１１、昇降ガイド１２を備えている。
【００２３】
なお、ここではノズルチェンジャ２４Ａの構成として、ブラシ２、ノズル着脱部５、ギア６、ギア７、昇降プレート８、送液路９を断面図で示し、昇降シリンダ１０、回転シリンダ１１の一部、昇降ガイド１２を側面図で示し、回転シリンダ１１の残りの一部を斜視図で示している。
【００２４】
ノズルユニット２１Ａは、加工ノズル３Ａとカップネジ４を含んで構成されている。ノズルユニット２１Ａは、概略円柱状の下面側に植木鉢状（円錐台状）の上面側が当接された形状をなしている。
【００２５】
加工ノズル３Ａの下部は、ノズルユニット２１Ａの植木鉢状の下部の外壁壁面に当接できる形状を有しており、加工ノズル３Ａの上部はカップネジ４の下部とＯリング１３を介して当接できる形状を有している。
【００２６】
カップネジ４は、外形が概略円柱状を有しており、内側面で加工ノズル３Ａの上部（概略円柱状の内壁面）を嵌入し保持するとともにノズルユニット２１Ａの下部に押し当てられて当接された加工ノズル３Ａを加工ノズル３Ａの上部から押下した状態でノズルユニット２１Ａ内に固定される。
【００２７】
ノズル着脱部５は、ノズルユニット２１Ａの下部（植木鉢テーパ状）の外壁面と当接して保持する受け皿形状の上部と、ギア６に接続する下部を有している。ノズル着脱部５は、ギア６の回転によって回転し、これにより加工ノズル３Ａを回転させる。本実施の形態に係るノズル着脱部５の中心部（中心軸近傍）には、送液路９が配設されており、送液路９の先端部にはブラシ２が接続されている。
【００２８】
送液路９は、ブラシ２と接続するとともに、後述の送液用ポンプ１７と接続している。送液路９は、昇降プレート８に保持されており、送液用ポンプ１７から送られてくるスパッタ防止剤をブラシ２内の送液管（図示せず）に送り込む。
【００２９】
ブラシ２は、例えば、内部に送液管を有した概略円柱状の側面部に毛状体（洗浄ブラシ）４１が植設されて構成されている。ブラシ２は、概略円柱状の側面部に設けられた複数の穴（後述の塗出穴４２）からスパッタ防止剤を塗出して、加工ノズル３Ａへスパッタ防止剤を塗布する。
【００３０】
ブラシ２は、例えばノズルユニット２１Ａがノズル着脱部５に取り付けられた状態のときに、加工ノズル３Ａの内部（レーザ光やアシストガスなどの送出口など）（以下、レーザ送出口という）に挿入されることとなる。ブラシ２は、ノズルユニット２１Ａがノズル着脱部５に取り付けられた状態のときに、加工ノズル３Ａの内部に挿入されるので、ブラシ２を加工ノズル３Ａの位置決め軸として用いてもよい。
【００３１】
ギア６，７は、ノズル着脱部５と昇降プレート８との間（昇降プレート８上）に配設されている。ギア６は、ギア７より多数の歯数を有したギアであり、ギア７の歯と互いに噛み合っている。ギア７は、回転シリンダ１１と接続しており、回転シリンダ１１が動作することによってギア７のシャフトが回転する。ギア６は、ギア７が回転すると、ギア７の回転に応じて回転する。回転シリンダ１１は、エアシリンダであり、気体の圧力を用いてギア７のシャフトを回転させる。
【００３２】
昇降プレート８は、ノズル着脱部５、ギア６、ギア７、昇降プレート８、ブラシ２と送液路９を載置している。昇降シリンダ１０は、昇降プレート８の下側に配設され、昇降プレート８を上下方向（ノズルユニット２１Ａの着脱方向）に移動させる。昇降ガイド１２は、昇降プレート８の下側に配設され、昇降シリンダ１０による昇降プレート８の昇降動作をガイドする。
【００３３】
なお、図２では、ノズルチェンジャ２４Ａがノズルユニット２１Ａを格納した状態を示しているが、ノズルチェンジャ２４Ａがノズルユニット２１Ａを格納していない状態では、ノズル着脱部５の上部にノズルユニット２１Ａが当接されていない。
【００３４】
ここで、ブラシ２の詳細な構成について説明する。図３は、ブラシの構成の一例を示す図である。ブラシ２は、概略円柱状の送液路９の先端部に取り付けられており、内部に送液管（図示せず）を有した概略円柱状の基部４３と、基部４３の側面部に植設されて先端方向へ突出する複数の毛状体４１とで構成されている。ブラシ２内の送液管が送液路９と接続しており、送液路９から送られてくるスパッタ防止剤が送液管に送り込まれる。
【００３５】
加工ノズル３Ａへスパッタ防止剤を塗布する際には、送液管に送り込まれたスパッタ防止剤をブラシ２の基部４３に設けられた複数の塗出穴４２から塗出し、毛状体４１の隙間から加工ノズル３Ａへ塗布する。
【００３６】
本実施の形態のブラシ２は、ノズルユニット２１Ａがノズル着脱部５に取り付けられた状態またはノズルユニット２１Ａが加工ヘッド２０に取り付けられた状態のときに、加工ノズル３Ａのレーザ送出口（例えば直径１ｍｍ）（レーザ出射口）に挿入されて、スパッタ防止剤を塗布する。
【００３７】
これにより、スパッタ防止剤が加工ノズル３Ａのレーザ送出口の近傍（レーザ送出口の内壁面、加工ノズル３Ａの下部面、この下部面近傍の外壁面など）に塗布されることとなる。
【００３８】
なお、ノズルチェンジャ２４Ａは、ブラシ２の毛状体４１を用いて加工ノズル３Ａに付着したスパッタなどの付着物を除去（洗浄）してもよい。また、ノズルチェンジャ２４Ａは、ブラシ２の毛状体４１を用いて加工ノズル３Ａに塗布したスパッタ防止剤を均一に広げてもよい。
【００３９】
なお、ブラシ２は、図３に示した構成に限られず他の構成でもよい。図４は、ブラシの他の構成の一例を示す図である。図４に示すブラシ２は、概略円柱状の送液路９の先端部に取り付けられており、内部に送液管（図示せず）を有した概略円柱状の後端部４４と、概略円柱状の先端部４５とで構成されている。
【００４０】
後端部４４は、概略円柱状の下面によって送液路９の先端部面（上面側）と接続する。後端部４４には、概略円柱状の側面に複数の塗出穴４２が設けられている。後端部４４内に設けられた送液管が送液路９と接続しており、送液路９から送られてくるスパッタ防止剤が送液管に送り込まれる。
【００４１】
先端部４５は、概略円柱状の下面によって後端部４４の上面と接続し、後端部４４から先に延びている。先端部４５は、概略円柱状の側面に植設されて先端方向へ突出する複数の毛状体４１が設けられている。
【００４２】
加工ノズル３Ａへスパッタ防止剤を塗布する際には、後端部４４の送液管に送り込まれたスパッタ防止剤を複数の塗出穴４２から塗出して加工ノズル３Ａへ塗布する。
【００４３】
なお、ここでは先端部４５が毛状体４１を備え、後端部４４が送液管や塗出穴４２を備える構成としたが、後端部４４が毛状体４１と送液管を備え、先端部４５が送液管と塗出穴４２を備える構成としてもよい。この場合、先端部４５を加工ノズル３Ａのレーザ送出口に挿入して、スパッタ防止剤を塗布する。
【００４４】
つぎに、ノズルチェンジャ２４Ａが加工ノズル３Ａへスパッタ防止剤を塗布する際の制御処理（制御に関する内部構成）について説明する。図５は、ノズルチェンジャによるスパッタ防止剤の塗布制御を説明するための図である。
【００４５】
制御装置３０は、加工ヘッド２０へのノズルユニット２１Ａの着脱処理（取り付け、取り外し）をノズルチェンジャ２４Ａに指示するノズルチェンジャ動作指令部３１、ブラシ２から加工ノズル３Ａへのスパッタ防止剤の塗布処理をノズルチェンジャ２４Ａに指示する塗出指令部３２を備えている。
【００４６】
ノズルチェンジャ動作指令部３１は、回転シリンダ１１や昇降シリンダ１０へ送り込むエアなどの流量に関する指示をノズルチェンジャ２４Ａへ送信する。塗出指令部３２は、ブラシ２から加工ノズル３Ａへ塗出するスパッタ防止剤の塗出量に関する指示をノズルチェンジャ２４Ａへ送信する。
【００４７】
ノズルチェンジャ２４Ａは、回転シリンダ１１や昇降シリンダ１０に接続される電磁弁１６を備えている。電磁弁１６は、回転シリンダ１１や昇降シリンダ１０へ送り込むエアなどの流量を制御する弁であり、ノズルチェンジャ動作指令部３１からの指示に基づいて動作する。
【００４８】
また、ノズル管理機構５２は、ノズルユニット２１Ａのブラシ２（送液路９）に接続される分配器１５、この分配器１５に接続される送液用ポンプ１７、送液用ポンプ１７に接続されるタンク１８を備えている。
【００４９】
タンク１８は、スパッタ防止剤を格納している。送液用ポンプ１７は、タンク１８内に格納されているスパッタ防止剤を分配器１５側へ送り出すポンプであり、塗出指令部３２からの指示に基づいて動作する。ここでは図示していないが、分配器１５は、各ノズルチェンジャ２４Ｂ〜２４Ｄの送液路９にも接続されており、各ノズルチェンジャ２４Ｂ〜２４Ｄのブラシ２にスパッタ防止剤を分配する。分配器１５は、塗出指令部３２からの指示に基づいて何れのノズルチェンジャにスパッタ防止剤を分配するかを決定する。
【００５０】
ノズルチェンジャ２４Ａによって、加工ヘッド２０にノズルユニット２１Ａを取り付ける場合、加工ヘッド２０がノズルチェンジャ２４Ａ（ノズル着脱部５）の上部に移動してくる。このとき、ノズルチェンジャ動作指令部３１は、回転シリンダ１１や昇降シリンダ１０へ送り込むエアの流量に関する指示（エア流速、送り込み時間など）を電磁弁１６に送る。電磁弁１６は、まずノズルチェンジャ動作指令部３１からの指示に基づいて、ノズルユニット２１Ａを上昇させるためのエア流量を昇降シリンダ１０へ送り込む。これにより、昇降シリンダ１０が昇降プレート８を上昇させ、ノズルユニット２１Ａが加工ヘッド２０側へ上昇する。
【００５１】
ノズルユニット２１Ａが上昇して加工ヘッド２０への取り付け位置まで到達すると、ノズルユニット２１Ａは加工ヘッド２０の下面に押し当てられる。この後、電磁弁１６は、ノズルチェンジャ動作指令部３１からの指示に基づいて、ノズルユニット２１Ａを保持している図２のノズル着脱部５を回転させるためのエア流量を回転シリンダ１１へ送り込む。これにより、回転シリンダ１１が図２のギア７を回転させるとともに、ギア７が図２のギア６を回転させる。そして、ギア６がノズル着脱部５を回転させることによって、加工ヘッド２０の下面に押し当てられた状態のノズルユニット２１Ａを回転させる。
【００５２】
これにより、ノズルユニット２１Ａに設けられた係合部（図示せず）と、加工ヘッド２０の下面側に取り付けられた係合部（図示せず）が互いに係合し、ノズルユニット２１Ａが加工ヘッド２０に螺合される。
【００５３】
ノズルユニット２１Ａを加工ヘッド２０に螺合する際、塗出指令部３２は、送液用ポンプ１７にタンク１８内のスパッタ防止剤を分配器１５側へ送り出させる。さらに、塗出指令部３２は、分配器１５にノズルチェンジャ２４Ａ（図２の送液路９）へのスパッタ防止剤の送り込み処理を行なわせる。このスパッタ防止剤は、送液路９からブラシ２へ送られ、ブラシ２から加工ノズル３Ａに塗出される。
【００５４】
これにより、ノズルチェンジャ２４Ａは、ノズルユニット２１Ａを加工ヘッド２０に取り付ける際に、ノズルユニット２１Ａの加工ノズル３Ａへスパッタ防止剤を塗布することが可能となる。分配器１５から加工ノズル３Ａへ、予め設定しておいた所定量のスパッタ防止剤が送られると、塗出指令部３２は、送液用ポンプ１７と分配器１５にスパッタ防止剤の送出を指示し、加工ノズル３Ａへのスパッタ防止剤の塗布を終了する。
【００５５】
ノズルユニット２１Ａを加工ヘッド２０に螺合させた後（スパッタ防止剤の塗布前または塗布後）、昇降シリンダ１０が昇降プレート８を下降させる。昇降プレート８を下降させる場合、ノズルチェンジャ動作指令部３１は、昇降プレート８を下降させるために昇降シリンダ１０へ送り込むエアの流量に関する指示を電磁弁１６に送る。電磁弁１６は、ノズルチェンジャ動作指令部３１からの指示に基づいて、昇降プレート８を下降させるためのエア流量を昇降シリンダ１０へ送り込む。これにより、昇降シリンダ１０が昇降プレート８を下降させる。
【００５６】
ノズルチェンジャ２４Ａによって、加工ヘッド２０からノズルユニット２１Ａを取り外す場合、加工ヘッド２０がノズルチェンジャ２４Ａ（ノズル着脱部５）の上部に移動してくる。このとき、ノズルチェンジャ動作指令部３１は、回転シリンダ１１や昇降シリンダ１０へ送り込むエアの流量に関する指示を電磁弁１６に送る。電磁弁１６は、まずノズルチェンジャ動作指令部３１からの指示に基づいて、昇降プレート８を上昇させるためのエア流量を昇降シリンダ１０へ送り込む。これにより、昇降シリンダ１０が昇降プレート８を上昇させ、図２のノズル着脱部５が加工ヘッド２０側へ上昇する。
【００５７】
ノズル着脱部５が上昇してノズルユニット２１Ａの取り外し位置に到達すると、ノズル着脱部５はノズルユニット２１Ａの下部に押し当てられる。この後、電磁弁１６は、ノズルチェンジャ動作指令部３１からの指示に基づいて、ノズルユニット２１Ａに押し当てられているノズル着脱部５を回転させるためのエア流量を回転シリンダ１１へ送り込む。これにより、回転シリンダ１１が図２のギア７を回転させるとともに、ギア７が図２のギア６を回転させる。そして、ギア６がノズル着脱部５を回転させることによって、加工ヘッド２０の下面に押し当てられた状態のノズルユニット２１Ａを回転させる。
【００５８】
これにより、ノズルユニット２１Ａに設けられた係合部（図示せず）と、加工ヘッド２０の下面側に取り付けられた係合部（図示せず）が互いに離れ、ノズルユニット２１Ａが加工ヘッド２０から取り外される。
【００５９】
ノズルユニット２１Ａを加工ヘッド２０から取り外す際、塗出指令部３２は、送液用ポンプ１７にタンク１８内のスパッタ防止剤を分配器１５側へ送り出させてもよい。送液用ポンプ１７からスパッタ防止剤を分配器１５側へ送り出す場合、塗出指令部３２は、分配器１５にノズルチェンジャ２４Ａ（図２の送液路９）へのスパッタ防止剤の送り込み処理を行なわせる。このスパッタ防止剤は、送液路９からブラシ２へ送られ、ブラシ２から加工ノズル３Ａに塗出される。
【００６０】
これにより、ノズルチェンジャ２４Ａは、加工ヘッド２０からノズルユニット２１Ａを取り外す際に、ノズルユニット２１Ａの加工ノズル３Ａへスパッタ防止剤を塗布することが可能となる。分配器１５から加工ノズル３Ａへ、予め設定しておいた所定量のスパッタ防止剤が送られると、塗出指令部３２は、送液用ポンプ１７と分配器１５にスパッタ防止剤の送出を指示し、加工ノズル３Ａへのスパッタ防止剤の塗布を終了する。
【００６１】
ノズルユニット２１Ａを加工ヘッド２０から取り外した後、昇降シリンダ１０が昇降プレート８を下降させる。昇降プレート８を下降させる場合、ノズルチェンジャ動作指令部３１は、昇降プレート８を下降させるために昇降シリンダ１０へ送り込むエアの流量に関する指示を電磁弁１６に送る。電磁弁１６は、ノズルチェンジャ動作指令部３１からの指示に基づいて、昇降プレート８を下降させるためのエア流量を昇降シリンダ１０へ送り込む。これにより、昇降シリンダ１０が昇降プレート８を下降させる。
【００６２】
つぎに、ブラシ２によるスパッタ防止剤の塗布タイミングと、ノズルユニット２１Ａ（加工ノズル３Ａ）の着脱タイミングについて説明する。図６は、レーザ加工装置１００の動作手順を示すフローチャートである。図６では、レーザ加工装置１００の動作手順として、ブラシ２によるスパッタ防止剤の塗布タイミングと、ノズルユニット２１Ａの着脱タイミングについて示している。なお、ノズルユニット２１Ａの取り付け処理とノズルユニット２１Ａの取り外し処理は、ほぼ同様の処理を行なうので、ここではノズルユニット２１Ａの取り付け処理について説明する。
【００６３】
レーザ加工装置１００は、ノズルユニット２１Ａの交換（取り付け）を行う際に、加工ヘッド２０をノズル管理機構５２に移動させる。加工ヘッド２０は、交換対象となっているノズルユニットに応じたノズルチェンジャ上で停止する。ここでは、ノズルユニットが取り付けられていない加工ヘッド２０に、ノズルユニット２１Ａを取り付けるので、加工ヘッド２０は、ノズルユニット２１Ａに対応するノズルチェンジャ２４Ａ（ノズル着脱部５）上で停止する（ステップＳ１０）。
【００６４】
この後、ノズルチェンジャ２４Ａのノズルチェンジャ動作指令部３１は、昇降シリンダ１０に昇降プレート８を上昇させることによって、ノズルユニット２１Ａ（加工ノズル３Ａ）を加工ヘッド２０側へ上昇させる（ステップＳ２０）。
【００６５】
ノズルユニット２１Ａが上昇して加工ヘッド２０への取り付け位置まで到達すると、ノズルユニット２１Ａは加工ヘッド２０の下面に押し当てられる。ノズルチェンジャ２４Ａのノズルチェンジャ動作指令部３１は、回転シリンダ１１を回転させることによって、加工ヘッド２０の下面に押し当てられた状態のノズルユニット２１Ａを回転させる。これにより、ノズルユニット２１Ａが加工ヘッド２０に螺合されて取り付けられることとなる（ステップＳ３０）。
【００６６】
ノズルユニット２１Ａを加工ヘッド２０に取り付けた後、ノズルチェンジャ２４Ａのノズルチェンジャ動作指令部３１は、昇降シリンダ１０に昇降プレート８を下降させる（ステップＳ４０）。これにより、ブラシ２が、スパッタ防止剤の塗布位置（加工ノズル３Ａのレーザ送出口の近傍）で停止する。
【００６７】
ここで、スパッタ防止剤の塗布位置について説明する。図７は、スパッタ防止剤の塗布位置を説明するための図である。スパッタ防止剤は、レーザ加工によってスパッタなどの付着物が付着しやすい部分に塗布する必要がある。レーザ加工装置１００が被加工物２５のレーザ加工を行うと、加工ノズル３Ａのレーザ送出口の近傍にスパッタなどが付着しやすい。このため、本実施の形態では、レーザ送出口の近傍にスパッタ防止剤を塗布しておく。
【００６８】
具体的には、加工ノズル３Ａ（レーザ送出口）の内壁面、加工ノズル３Ａの下部面、加工ノズル３Ａの下部面近傍の外壁面などにスパッタ防止剤を塗布する。加工ノズル３Ａの内壁面（側面）は、概略円錐台状の内壁面（側面）と概略円柱状の内壁面（側面）とで構成されている。
【００６９】
加工ノズル３Ａの内壁側面では、概略円錐台状の上面側（下部）に概略円柱状の底面側（上部）が配設されて概略円錐台状の内壁側面と概略円柱状の内壁側面面とが接合されている。加工ノズル３Ａでは、概略円柱状の上面側（下部）がレーザ送出口側となる。
【００７０】
例えば、加工ノズル３Ａの内壁面のうち、概略円錐状の側面を中心にスパッタ防止剤を塗布する場合には、昇降プレート８を下降させた際（ステップＳ４０）のブラシ２（塗出穴４２）の位置が概略円錐状の側面近傍（位置Ｘ１）となるようノズルチェンジャ２４Ａを制御する。
【００７１】
また、加工ノズル３Ａの内壁面のうち、レーザ送出口（概略円柱状の内壁面）を中心にスパッタ防止剤を塗布する場合には、昇降プレート８を下降させた際（ステップＳ４０）のブラシ２（塗出穴４２）の位置が概略円柱状の側面近傍（位置Ｘ２）となるようノズルチェンジャ２４Ａを制御する。
【００７２】
また、加工ノズル３Ａの下部面や加工ノズル３Ａの下部面近傍の外壁面を中心にスパッタ防止剤を塗布する場合には、昇降プレート８を下降させた際（ステップＳ４０）のブラシ２（塗出穴４２）の位置が加工ノズル３Ａよりも下側（位置Ｘ３）となるようノズルチェンジャ２４Ａを制御する。
【００７３】
ブラシ２が、スパッタ防止剤の塗布位置に移動した後、ノズルチェンジャ２４Ａの塗出指令部３２は、送液路９へのスパッタ防止剤の送り込み処理を行なわせる。このスパッタ防止剤は、送液路９からブラシ２へ送られ、ブラシ２の塗出穴４２から塗出されたスパッタ防止剤が加工ノズル３Ａに塗出される（ステップＳ５０）。この後、ノズルユニット２１Ａを取り付けた加工ヘッド２０が上昇するとともに（ステップＳ６０）、被加工物２５上の加工位置に移動して被加工物２５のレーザ加工を行う。
【００７４】
なお、ここでは、昇降プレート８を下降させた後（ステップＳ４０の後）に、スパッタ防止剤を塗布することとしたが、スパッタ防止剤の塗布タイミングは他のタイミングであってもよい。例えば、ノズルユニット２１Ａを加工ヘッド２０側へ上昇させる前（ステップＳ２０の前）、ノズルユニット２１Ａを加工ヘッド２０に取り付ける前（ステップＳ３０の前）、ノズルユニット２１Ａを加工ヘッド２０に取り付けながら（ステップＳ３０）、昇降プレート８を下降させる前（ステップＳ４０の前）、の何れかのタイミングでスパッタ防止剤を塗布してもよい。ステップＳ２０の前、ステップＳ３０の前、ステップＳ３０の間、ステップＳ４０の前にスパッタ防止剤を塗布する場合も、ステップＳ４０の後にスパッタ防止剤を塗布する場合と同様に、図７に示した塗布位置でスパッタ防止剤を塗布できるよう、ノズルチェンジャ２４Ａを構成しておく。
【００７５】
また、加工ヘッド２０をノズルチェンジャ２４Ａへアプローチさせる前に、回転シリンダ１１を回転させることによってノズルユニット２１Ａを回転させ、ノズルユニット２１Ａの位置調整を行なってもよい。
【００７６】
また、加工ノズル３Ａを清掃するために、加工ヘッド２０にノズルユニット２１Ａを取り付ける時とは別のタイミングでノズルユニット２１Ａ（ノズル着脱部５）を回転させてもよい。例えば、ノズルユニット２１Ａを加工ヘッド２０側へ上昇させる前（ステップＳ２０の前）、スパッタ防止剤を加工ノズル３Ａに塗布する前（ステップＳ５０の前）にノズルユニット２１Ａを回転させる。これにより、ブラシ２の毛状体４１は、加工ノズル３Ａのレーザ送出口の近傍に付着したスパッタなどを除去することが可能となる。
【００７７】
また、加工ノズル３Ａに塗布したスパッタ防止剤を均一に広げるため、加工ノズル３Ａにスパッタ防止剤を塗布した後にノズルユニット２１Ａを回転させてもよい。これにより、ブラシ２の毛状体４１は、加工ノズル３Ａのレーザ送出口の近傍に塗布されたスパッタ防止剤を加工ノズル３Ａの内壁面などに均一に広げることが可能となる。
【００７８】
また、ノズルユニット２１Ａを加工ヘッド２０側へ上昇させる途中で、スパッタ防止剤の塗布や加工ノズル３Ａを清掃するためのノズルユニット２１Ａの回転を行なってもよい。この場合、ノズルユニット２１Ａを加工ヘッド２０側へ上昇させながら、スパッタ防止剤の塗布やノズルユニット２１Ａの回転を行なってもよいし、ノズルユニット２１Ａを加工ヘッド２０側へ上昇させる途中でノズルユニット２１Ａの上昇を一旦停止してスパッタ防止剤の塗布やノズルユニット２１Ａの回転を行なってもよい。ノズルユニット２１Ａの上昇を一旦停止してスパッタ防止剤の塗布やノズルユニット２１Ａの回転を行なう場合は、スパッタ防止剤の塗布やノズルユニット２１Ａの回転を行なった後、再びノズルユニット２１Ａを加工ヘッド２０側へ上昇させる。
【００７９】
また、昇降プレート８を下降させる途中で、スパッタ防止剤の塗布や加工ノズル３Ａを清掃するためのノズルユニット２１Ａの回転を行なってもよい。この場合、昇降プレート８を下降させながら、スパッタ防止剤の塗布やノズルユニット２１Ａの回転を行なってもよいし、昇降プレート８を下降させる途中でノズルユニット２１Ａの下降を一旦停止してスパッタ防止剤の塗布やノズルユニット２１Ａの回転を行なってもよい。昇降プレート８の下降を一旦停止してスパッタ防止剤の塗布やノズルユニット２１Ａの回転を行なう場合は、スパッタ防止剤の塗布やノズルユニット２１Ａの回転を行なった後、再び昇降プレート８を下降させる。
【００８０】
また、昇降プレート８を上下に往復運動させながら、スパッタ防止剤の塗布や加工ノズル３Ａを清掃するためのノズルユニット２１Ａの回転を行なってもよい。また、ノズルユニット２１Ａを回転させながら、スパッタ防止剤の塗布や加工ノズル３Ａを清掃するためのノズルユニット２１Ａの回転を行なってもよい。
【００８１】
また、ここでは、ノズルユニット２１Ａを加工ヘッド２０に取り付ける際に加工ノズル３Ａにスパッタ防止剤を塗布する場合について説明をしたが、ノズルユニット２１Ａを加工ヘッド２０から取り外す際に加工ノズル３Ａにスパッタ防止剤を塗布してもよい。この場合も、ズルユニット２１Ａを加工ヘッド２０に取り付ける際と同様の種々のタイミングで、加工ノズル３Ａにスパッタ防止剤を塗布する。また、ズルユニット２１Ａを加工ヘッド２０に取り付ける際と同様の種々のタイミングで、加工ノズル３Ａを清掃するためのノズルユニット２１Ａの回転や、加工ノズル３Ａに塗布したスパッタ防止剤を均一に広げるためのノズルユニット２１Ａの回転を行なう。
【００８２】
なお、ブラシ２の位置を加工ノズル３Ａよりも下側（位置Ｘ３）にしてスパッタ防止剤を塗布する場合には、図８に示すように、ノズルユニット２１Ａの下面とノズル着脱部５との間に隙間を空けるとともに、ノズル着脱部５がノズルユニット２１Ａの側面でノズルユニット２１Ａを保持する構成としてもよい。これにより、加工ノズル３Ａの下部面、加工ノズル３Ａの下部面近傍の外壁面などにも、スパッタ防止剤を容易に塗布することが可能となる。
【００８３】
以上のように、加工ノズル３Ａへのスパッタ防止剤の塗布処理、加工ノズル３Ａを清掃するためのノズルユニット２１Ａの回転処理、加工ノズル３Ａに塗布したスパッタ防止剤を均一に広げるためのノズルユニット２１Ａの回転処理は、何れのタイミングで行なってもよい。
【００８４】
なお、本実施の形態では、例えば図３に示したようにブラシ２の側面部に毛状体４１とスパッタ防止剤の塗出穴４２を設ける構成としたが、ブラシ２の上面部に毛状体４１とスパッタ防止剤の塗出穴４２を設けてもよい。
【００８５】
また、本実施の形態では、加工ノズル３Ａを交換する際に、加工ノズル３Ａにスパッタ防止剤を塗布することとしたが、加工ノズル３Ａの交換とは別のタイミングで加工ノズル３Ａにスパッタ防止剤を塗布してもよい。
【００８６】
また、本実施の形態では、ノズルチェンジャ２４Ａのブラシ２がレーザ加工装置１００に用いる加工ノズル３Ａにスパッタ防止剤を塗布する場合について説明したが、ブラシ２によるスパッタ防止剤の塗布はレーザ加工装置１００に用いる加工ノズル３Ａに限られない。例えば、ノズルチェンジャ２４Ａのブラシ２は、ガスやビームを照出するノズルなどの何れのノズルにスパッタ防止剤を塗布してもよい。
【００８７】
また、本実施の形態では、図７に示した位置Ｘ１〜Ｘ３の何れかの位置でブラシ２からスパッタ防止剤を塗布することとしたが、位置Ｘ１〜Ｘ３以外の位置でブラシ２からスパッタ防止剤を塗布してもよい。例えば、位置Ｘ１より上部や位置Ｘ３より下部でスパッタ防止剤を塗布してもよいし、位置Ｘ１と位置Ｘ２の間や、位置Ｘ２と位置Ｘ３の間でスパッタ防止剤を塗布してもよい。
【００８８】
また、本実施の形態では、加工ノズル３Ａの清掃を行なう際や加工ノズル３Ａに塗布したスパッタ防止剤を均一に広げる際に、ノズル着脱部５を回転させることによってノズルユニット２１Ａを回転させることとしたが、ブラシ２を回転させてもよい。
【００８９】
また、本実施の形態では、ブラシ２からスパッタ防止剤を塗出することとしたが、ブラシ２から加工ノズル３Ａを清掃するための洗浄液を塗出してもよい。また、ブラシ２からスパッタ防止剤と洗浄液を切替えて塗出する構成としてもよい。これにより、ブラシ２から洗浄液を加工ノズル３Ａに塗布することができ、加工ノズル３Ａに付着したスパッタなどを容易に除去することが可能となる。
【００９０】
このように本実施の形態によれば、ブラシ２が加工ノズル３Ａにスパッタ防止剤を塗布しているので、加工ノズル３Ａへのスパッタ付着を防止して加工ノズル３Ａをきれいな状態に保つことができ、加工ノズル３Ａに効率良く精確なレーザ加工を行なわせることが可能となる。
【００９１】
また、ブラシ２をレーザ送出口に挿入させてスパッタ防止剤を塗布しているので、加工ノズル３Ａの内部にスパッタ防止剤を効率良く確実に塗布することが可能となる。また、ブラシ２が加工ノズル３Ａのレーザ送出口に移動できるので、ノズルチェンジャ２４Ａが加工ノズル３Ａを保持する機能を有していない場合であっても、ブラシ２は、加工ヘッド２０が保持する加工ノズル３Ａにスパッタ防止剤を塗布することができる。
【００９２】
また、ブラシ２が加工ノズル３Ａのレーザ送出口に移動できるので、加工ヘッド２０が加工ノズル３Ａを保持する機能を有していない場合であっても、ブラシ２は、ノズルチェンジャ２４Ａが保持する加工ノズル３Ａにスパッタ防止剤を塗布することができる。
【００９３】
また、ブラシ２が加工ノズル３Ａのレーザ送出口に移動できるので、加工ノズル３Ａを交換するタイミング以外のタイミングでも加工ノズル３Ａにスパッタ防止剤を塗布することが可能となる。
【００９４】
また、ブラシ２が毛状体４１を備えているので、加工ノズル３Ａに付着したスパッタなどを効率よく除去（洗浄）することが可能となる。また、ノズルユニット２１Ａを回転させているので、加工ノズル３Ａに付着したスパッタなどを効率よく除去することが可能となる。
【００９５】
また、加工ノズルを交換する際に、スパッタ防止剤の塗布や加工ノズル３Ａに付着したスパッタの除去を行なうので、短時間でスパッタ防止剤の塗布やスパッタの除去を行なうことが可能となる。これにより、レーザ加工装置１００によるレーザ加工の加工を効率良く行なわせることが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００９６】
以上のように、本発明にかかるレーザ加工装置および塗布装置は、レーザ加工に用いる加工ノズルの清浄状態の維持に適している。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】実施の形態にかかるレーザ加工装置の概略構成を示す斜視図である。
【図２】ノズルチェンジャの構成を示す図である。
【図３】ブラシの構成の一例を示す図である。
【図４】ブラシの他の構成の一例を示す図である。
【図５】ノズルチェンジャによるスパッタ防止剤の塗布制御を説明するための図である。
【図６】レーザ加工装置の動作手順を示すフローチャートである。
【図７】スパッタ防止剤の塗布位置を説明するための図である。
【図８】ノズル着脱部によるノズルユニットの他の保持位置を説明するための図である。
【符号の説明】
【００９８】
２  ブラシ
３Ａ〜３Ｄ  加工ノズル
４  カップネジ
５  ノズル着脱部
６，７  ギア
８  昇降プレート
９  送液路
１０  昇降シリンダ
１１  回転シリンダ
１２  昇降ガイド
１３  Ｏリング
１５  分配器
１６  電磁弁
１７  送液用ポンプ
１８  タンク
２０  加工ヘッド
２１Ａ〜２１Ｄ  ズルユニット
２２  加工テーブル
２３  加工台
２４Ａ〜２４Ｄ  ノズルチェンジャ
２５  被加工物
３０  制御装置
３１  ノズルチェンジャ動作指令部
３２  塗出指令部
４１  毛状体
４２  塗出穴
４３  基部
４４  後端部
４５  先端部
５１  加工機構
５２  ノズル管理機構
１００  レーザ加工装置
【図１】
2008212953.tif 000003
【図２】
2008212953.tif 000004
【図３】
2008212953.tif 000005
【図４】
2008212953.tif 000006
【図５】
2008212953.tif 000007
【図６】
2008212953.tif 000008
【図７】
2008212953.tif 000009
【図８】
2008212953.tif 000010