(57)【要約】【課題】  経済的で設置スペースの拡大を抑えたプッシュプル方式の集塵装置を備えたレーザ加工機を得ること。【解決手段】  被加工物３を載置する加工テーブル５の内面に送風口９および吸気口１０を設け、送風口９と吸気口１０を加工テーブル５外にてダクト７にて連通し、ダクト７の途中にブロア６を設け、ブロア６の吸気側のダクト７中に集塵用のフィルター８を設け、ブロア６を動作させることにより、１つのブロア６にて送風口９より送風し吸気口１０から吸気するプッシュプル方式の集塵を実現したものである。【選択図】        図１
2005144454.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工テーブルと、
前記加工テーブル上に前記加工テーブルとの相対位置を可変に保持された加工ヘッドと、
前記加工テーブル内面に設けられた送風口と、
前記加工テーブル内面の前記送風口と略対向する位置に設けられた吸気口と、
前記送風口から前記吸気口へ空気を流すことで加工時に発生する粉塵を前記加工テーブル内から除去する集塵装置とを備え、
前記集塵装置は、
前記送風口と前記吸気口とを前記加工テーブル外で連通するダクトと、
前記ダクトの途中に設置された送風・吸気を兼ねるブロアと、
前記ダクトの途中に設置された集塵用フィルターとを有するレーザ加工機。
【請求項２】
加工テーブルと、
前記加工テーブル上に前記加工テーブルとの相対位置を可変に保持された加工ヘッドと、
前記加工テーブルの内部を一方向に複数の空間に仕切る仕切り板と、
前記仕切られた各空間の内面に設けられた送風口と、
前記仕切られた各空間の前記送風口と略対向する位置に設けられた吸気口と、
前記送風口から前記吸気口へ空気を流すことで加工時に発生する粉塵を前記加工テーブル内の前記各空間から除去する集塵装置とを備え、
前記集塵装置は、
前記送風口と前記吸気口とを前記加工テーブル外で連通するダクトと、
前記ダクトの途中に設置された送風・吸気を兼ねたブロアと、
前記ダクトの途中に設置された集塵用フィルターとを有するレーザ加工機。
【請求項３】
前記送風口および前記吸気口を開閉するための開閉弁と、
前記開閉弁を制御する開閉弁制御装置と、
前記加工ヘッドの位置を検出する加工位置検出装置とを備え、
前記開閉弁制御装置は、
前記加工位置検出装置から前記加工ヘッドの位置情報を得て、前記加工ヘッド直下の前記仕切られた空間の前記送風口および前記吸気口の前記開閉弁を開放し、その他の前記仕切られた空間の前記送風口および前記吸気口の前記開閉弁を閉じるように前記開閉弁を制御する請求項２記載のレーザ加工機。
【請求項４】
前記加工ヘッドの位置を検出する加工位置検出装置を備え、
前記加工位置検出装置から前記加工ヘッドの位置情報を得て、前記加工ヘッドが前記吸気口側に近いときには前記吸気口より吸気し、前記送風口側に近いときには前記送風口より吸気するように、前記加工ヘッドの位置に応じて前記加工テーブル内の空気の流れの向きを変化させる手段を設けた請求項１または請求項２に記載のレーザ加工機。
【請求項５】
前記加工位置検出装置から前記加工ヘッドの位置情報を得て、前記加工ヘッドが前記吸気口側に近いときには前記吸気口より吸気し、前記送風口側に近いときには前記送風口より吸気するように、前記加工ヘッドの位置に応じて前記加工テーブル内の空気の流れの向きを変化させる手段を設けた請求項３に記載のレーザ加工機。
【請求項６】
前記空気の流れの向きを変化させる手段は、
前記ブロアを第１と第２の２つのブロアから構成し、
前記集塵用フィルターを第１と第２の２つの集塵用フィルターから構成し、
前記ダクトを分岐した一方の第１のダクトの途中に、前記送風口から送風し前記吸気口から吸気するように設置された前記第１のブロアと、
前記第１のダクトの途中で前記第１のブロアの吸気側に設置された前記第１の集塵用フィルターと、
前記ダクトを分岐したもう一方の第２のダクトの途中に、前記第１のブロアとは送風方向が反対になるように設置された前記第２のブロアと、
前記第２のダクトの途中で前記第２のブロアの吸気側に設置された前記第２の集塵用フィルターと、
前記ダクトの分岐部分にて、前記第１のダクトもしくは前記第２のダクトのいずれかを前記送風口と吸気口とに連通するように選択する分岐弁と、
前記分岐弁の動作を制御する分岐弁制御装置とを備え、
前記分岐弁制御装置は、前記加工位置検出装置から前記加工ヘッドの位置情報を得て、前記加工ヘッドが前記吸気口側に近いときには前記第１のダクトが前記送風口と前記吸気口とを連通するように前記分岐弁を動作し、前記加工ヘッドが前記送風口側に近いときには前記第２のダクトが前記送風口と前記吸気口とを連通するように前記分岐弁を動作し、常に加工位置が吸気側に近い状態になるように前記分岐弁の動作を制御する請求項４または請求項５に記載のレーザ加工機。
【請求項７】
前記空気の流れの向きを変化させる手段は、
前記集塵用フィルターを第１と第２の２つの集塵用フィルターから構成し、
前記ダクトを前記ブロアの吸気側にて分岐した一方の第１のダクトに設置された前記第１の集塵用フィルターと、
前記第１のダクトに設置されダクトを開閉する第１のシャッターと、
前記ダクトを前記ブロアの吸気側にて分岐したもう一方の第２のダクトに設置されダクトを開閉する第２のシャッターと、
前記ダクトを前記ブロアの送風側にて分岐した一方の第３のダクトに設置された前記第２の集塵用フィルターと、
前記第３のダクトに設置されダクトを開閉する第３のシャッターと、
前記ダクトを前記ブロアの送風側にて分岐したもう一方の第４のダクトに設置されダクトを開閉する第４のシャッターと、
前記第１〜第４のシャッターの動作を制御するシャッター制御装置と、
前記ブロアの回転方向を制御するブロア制御装置と、
前記シャッター制御装置は、前記加工位置検出装置から前記加工ヘッドの位置情報を得て、前記加工ヘッドが前記吸気口側に近いときには前記第１のシャッターと前記第４のシャッターを開き前記第２のシャッターと前記第３のシャッターを閉じるように制御し、前記加工ヘッドが前記送風口側に近いときには前記第１のシャッターと前記第４のシャッターを閉じ前記第２のシャッターと前記第３のシャッターを開くように制御し、
前記ブロア制御装置は、前記加工位置検出装置から前記加工ヘッドの位置情報を得て、前記加工ヘッドが前記吸気口側に近いときには前記第１のダクト側が吸気側になるように前記ブロアの回転方向を制御し、前記加工ヘッドが前記送風口側に近いときには前記第３のダクト側が吸気側になるように前記ブロアの回転方向を前記加工ヘッドが前記吸気口側に近いときとは逆向きに制御し、
常に加工位置が吸気側に近い状態になるように前記シャッターおよび前記ブロアを制御する請求項４または請求項５に記載のレーザ加工機。
【請求項８】
第２のダクトに設置された第３の集塵フィルターと、
第４のダクトに設置された第４の集塵用フィルターとを備え、
前記第１から第４のシャッターが集塵用のフィルターを挟むように一対のシャッターで構成され、
前記集塵用フィルターの両側の気圧の差を測定する差圧計と、
前記集塵用フィルターに圧縮空気を吹き付け集塵用フィルターの目詰まりを解消するエアパルスと、
前記エアパルスの動作を制御するエアパルス制御装置とを備え、
前記シャッター制御装置およびエアパルス制御装置は、前記集塵用フィルターが目詰まりし前記差圧計の値が設定値を超えた場合、前記シャッターを閉じて前記エアパルスにて前記集塵用フィルターの目詰まりを解消し再び前記シャッターを開放するよう前記シャッターおよび前記エアパルスを制御する請求項７に記載のレーザ加工機。
【請求項９】
前記ブロアの回転数を制御するブロア制御装置を備えた請求項１〜８のいずれかに記載のレーザ加工機。
【請求項１０】
前記ダクト中に風速計および／または温度計を設置した請求項１〜９のいずれかに記載のレーザ加工機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、集塵装置を備えたレーザ加工機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のレーザ加工機による切断加工においては、切断加工時に発生する粉塵等により、例えばレーザ光を伝搬する光学ミラーへの粉塵等付着による反射率低下に伴って、加工ヘッドで得られるレーザ出力が低下し加工が不安定になったり、加工ヘッドを被加工物上で移動させるボールネジなどの精密駆動系部品に粉塵が混入して、早期摩耗により加工精度が低下したりする等の問題が発生する。そのため従来のレーザ加工機においては数々の集塵装置が開発されてきた。
【０００３】
例えば、切断加工時に発生する粉塵等をアシストガスにより被加工物裏面側へ除去し、裏面側に対向する一対の吸・排気装置を設けた構成にして、集塵を実現しているレーザ加工機がある（例えば、特許文献１参照）。更に集塵効果を上げる為に、被加工物を載せるパレットを複数の仕切り板で仕切り、各空間に連通する第１の開口部と第２の開口部とを形成し、加工ヘッドを保持する移動台の一方の脚部の第１の開口部にあたる位置に送風機を取り付け、もう一方の脚部の第２の開口部にあたる位置に集塵機に接続されたホースの一端を接続し、加工ヘッドが移動した場合でも常に加工ヘッドの位置に対応した空間の集塵を行うように構成されたレーザ加工機もある（例えば、特許文献２参照）。
また、上記と同様に加工テーブルを仕切り板によって複数の排気室に仕切り、各排気室の一端には個別に電動ファンを備え、もう一端には集塵装置へと繋がる排気口とこれを開閉する開閉駆動手段を設け、加工ヘッドの位置をセンサーにて読み取り、加工ヘッドが位置する排気室の電動ファンおよび開閉駆動手段のみ動作させ該排気室のみ集塵するように構成された熱切断加工機もある（例えば、特許文献３参照）。
【０００４】
【特許文献１】実開平２−８７５９１号公報（第２−３ページ、図１）
【特許文献２】特開平１−３１７６９７号公報（第２−３ページ、図１）
【特許文献３】特開２００３−１３６２４８（第４−５ページ、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のレーザ加工機では、集塵効果を高めるために送風機と集塵機とを併せ持ったいわゆるプッシュプル方式にて集塵を行っているものもあった。しかし、複数の吸・排気装置を具備するため、導入コスト及び運転費用が増大するなど経済的でなく、また設置スペースが拡大する等の問題があった。
本発明は、前述のような課題を解決するためになされたもので、経済的で設置スペースの拡大を抑えた集塵装置を備えたレーザ加工機を得るものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るレーザ加工機は、加工テーブル内面に送風口および吸気口を設け、該送風口と該吸気口を加工テーブル外にて連通したダクトと、該ダクトの途中にブロアと集塵用のフィルターを設けたものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、加工テーブル内面に設けられた送風口と吸気口をダクトで連通し、前記ダクト中にブロアと集塵用フィルターを設けることで、集塵に効果的なプッシュプル方式の吸・排気を１つの装置にて実現することができる。このため、経済的で設置スペースの拡大を抑えることができる。また、吸・排気を循環させることで排気を外部に出すことがないので作業環境の悪化を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
実施の形態１．
図１は、本発明を実施するための実施の形態１における集塵装置を備えたレーザ加工機の概略を示すものであり、図２はその上面図、図３（ａ）は図２におけるＡ−Ａ’の横断面図である。図１において、加工テーブル５上に設置された図示していない剣山状のワークサポート上に被加工物３が載置され、この上方に図示していない移動枠に保持された加工ヘッド１が、被加工物３上を自由に移動できるよう設置されている。この加工ヘッド１から出射されたレーザ光２を被加工物３に照射し、加工ヘッド１を移動させることにより被加工物３を所望の形状に切断する。加工テーブル５の第１の内面には１つ以上の送風口９が設けられ、第１の内面に対向する第２の内面には１つ以上の吸気口１０が設けられており、送風口９と吸気口１０は加工エリアの外でダクト７により接続されている。また、ダクトの途中にはブロア６が設置されており、このブロア６の吸気側には集塵用のフィルター８が設置されている。
【０００９】
このように構成された集塵装置を備えたレーザ加工機においては、図２に示すように、ブロア６の送風側はダクト７を介して加工テーブル５内の送風口９に繋がっており、またブロア６の吸気側はダクト７を介して加工テーブル５内の吸気口１０に繋がっているので、ブロア６を動作させると、ブロア６→ダクト７→送風口９→加工テーブル５内→吸気口１０→ダクト７→集塵用フィルター８→ブロア６という循環した空気の流れが発生することとなる。よって、加工エリアでは図３（ａ）に示したとおりプッシュプル方式の集塵が行われることとなる。
【００１０】
したがって、切断加工時に発生し、アシストガスにより被加工物裏面側すなわち加工テーブル５内へ除去された粉塵等は、加工テーブル５内の送風口９から吸気口１０への空気の流れにより吸気口１０へ吸い込まれる。吸気口１０から吸い込まれた粉塵等は、ダクト７を通りブロア６の吸気側に設置された集塵用のフィルター８にて除去される。更に、集塵用フィルター８により粉塵等が除去された空気は再びブロア６によりダクト７へ送られる。よって、上記構成によればブロア６よりなる１つの吸・排気装置にてプッシュプル方式の集塵を実施することができる。また、１つの吸・排気装置にてプッシュプル方式の集塵を実施しているので経済的で設置スペースの拡大を抑えることができる。また、吸・排気を循環させることで排気を外部に出すことがないので作業環境の悪化を防止することができる。
【００１１】
ところで、集塵用のフィルター８の設置位置は、本実施の形態ではブロア６の吸気側としたが、加工テーブル５内へ集塵後の空気が流れ込めばよいので、ダクト７のどの位置に設置しても良い。ただし、ブロア６に粉塵が付着することを避けるほうが望ましいので、本実施の形態のようにブロア６の吸気側に設置することが望ましい。
また、送風口９や吸気口１０の設置位置は、本実施の形態では加工テーブル５の対向する２つの内面としたが、図３（ｂ）に示したように加工テーブル５内の対向する内面近傍の底面に設置してもかまわない。この場合、集塵ダクト７を加工テーブル５の下に設置することで設置面積を小さくできる効果がある。
【００１２】
本実施の形態では、加工ヘッドを移動させ被加工物を所望の形状に加工するレーザ加工機を例に説明したが、例えば加工ヘッドを固定して被加工物を載置した加工テーブルを水平方向に移動させて所望の形状に加工するレーザ加工機や、加工ヘッドを水平一方向のみに移動しその方向とは直行する水平一方向に被加工物を載置した加工テーブルを移動させて所望の形状に加工するレーザ加工機に適用しても良い。このように加工テーブルを移動させて加工する場合、加工テーブルとダクトとブロアを一緒に移動させても良いし、ダクトのブロアと加工テーブルを繋ぐ部分を蛇腹のようなもので構成しブロアは固定のまま加工テーブルのみを移動できるようにしても良い。
よって、加工ヘッドの加工テーブルに対する相対位置を変化させて加工を行うレーザ加工機に上述の集塵装置は適用することができる。以下の実施の形態についても加工テーブル固定のレーザ加工機を例に記載するが、加工テーブルを移動させて加工を行うレーザ加工機にも適用可能である。
【００１３】
実施の形態２．
図４は、加工テーブル５内が複数の空間に仕切られた場合の、実施の形態２を示す概略図であり、図５は上面図である。図４では、実施の形態１における送風口９および吸気口１０が設けられた加工テーブル５の対向する内面に垂直な方向に設けられた複数の仕切り板１１ａ〜１１ｃにて加工テーブル５内が複数の空間Ａ〜Ｄに仕切られており、図５に示されたとおり空間Ａ〜Ｄにそれぞれ送風口９ａ〜９ｄと吸気口１０ａ〜１０ｄが対向して設置されている。各送風口９ａ〜９ｄはダクト７にて連通されブロア６の送風側に接続される。各吸気口１０ａ〜１０ｄはダクト７にて連通され集塵用フィルター８を介してブロア６の吸気側へ接続される。
本構成により加工テーブル５内の仕切られた各空間Ａ〜Ｄは、例えば空間Ａではブロア６から送られた空気がダクト７を通り送風口９ａから空間Ａへ送風され、またブロア８は空間Ａの吸気口１０ａよりダクト７を通じて吸気するので、空間Ａ中に送風口９ａから吸気口１０ａへ空気の流れができ、実施の形態１の図３（ａ）と同様にプッシュプル方式の集塵を実施することができる。もちろん空間Ｂ、Ｃ、Ｄでも同様の集塵を実施することができる。図４および図５では３つの仕切り板により４つの空間に加工テーブル内を分割したが、分割する個数は特に４つに限定されるものではなく、加工テーブルの大きさや集塵能力等を考慮し適宜決定されるものである。
【００１４】
実施の形態１では加工テーブル５内のコーナー部分等で空気の流れが悪くなり集塵効果が悪化する可能性があるが、この実施の形態２によれば、図５に示すように、加工テーブル５内を小さな空間に分け、各空間にプッシュプル方式の集塵を実施することで、加工テーブル５内で均一な集塵効果を得ることができる。もちろん実施の形態1の効果を有することは言うまでも無い。
【００１５】
実施の形態３．
図６は実施の形態２の各送風口９ａ〜９ｄおよび各吸気口１０ａ〜１０ｄに開閉弁を設置した場合の実施の形態３の概略を示すものであり、図７は上面図、図８（ａ）は図７におけるａ−ａ’の横断面図、図８（ｂ）は図７におけるｂ−ｂ’の横断面図である。図６では実施の形態２における各送風口９ａ〜９ｄおよび各吸気口１０ａ〜１０ｄにそれぞれ開閉弁１０９ａ〜１０９ｄ、１１０ａ〜１１０ｄが設置されており、前記開閉弁は開閉弁制御装置１６により動作を制御される。
【００１６】
次に図７を参考に動作を説明する。加工テーブル５の仕切られた各空間Ａ〜Ｄの開閉弁は、加工ヘッド１のＸ軸方向の位置に合わせて開閉するよう制御される。ここでＸ軸方向は仕切り板１１に直行する方向で図７に示した座標軸である。加工ヘッド１のＸ軸方向の位置は、加工位置検出装置２２にて検出する。加工位置検出装置２２は例えば、加工ヘッド１をＸ軸方向に移動させるＸ軸サーボモータに装着された位置センサー（例えばエンコーダ等）により検出したり、加工ヘッド１を保持する移動枠が加工テーブル５のＸ軸方向に並べられたスイッチをＸ軸方向の移動にあわせて踏むことで機械的に検出したりすることで実現される。検出された加工ヘッド位置情報は開閉弁制御装置１６に送られ、開閉弁制御装置１６は、加工ヘッド１が位置する直下の仕切られた空間の開閉弁のみ開きその他の空間の開閉弁は閉じるように制御する。
例えば図７に示したように、加工位置１１１が仕切られた空間Ａ上に有る場合、送風口９ａの開閉弁１０９ａと吸気口１０ａの開閉弁１１０ａのみを開き、その他の開閉弁１０９ｂ〜ｄ、１１０ｂ〜ｄは閉じるように制御する。加工位置にあたる空間Ａでの加工テーブル５の横断面を図８（ａ）に、加工位置以外の空間、例えば空間Ｂでの横断面を図８（ｂ）に示す。図８（ａ）に示すように加工位置直下では開閉弁１０９ａおよび１１０ａが開き、送風口９ａから吸気口１０ａに向かって空気の流れが発生し、プッシュプルの集塵が行われる。一方加工位置以外の図８（ｂ）では、開閉弁が閉じ空気の流れは生じない。
【００１７】
したがって実施の形態２の効果に加え、１つの空間のみに集塵効果を集中できるので、例えば実施の形態２と同じブロアを用いたならば集塵効果が高くなる効果が得られる。また、集塵効果が実施の形態２と同程度で良ければ、実施の形態２よりも能力の低いブロアを使用でき、導入コストやランニングコストを抑えることができる効果が得られる。
【００１８】
図８（ａ）では開閉弁は加工テーブル５内へ開くようになっているが、ダクト側へ開いても良いし、引き戸のように加工テーブル５内面に沿ってスライドするような弁でも良いし、またはカメラの絞りのような形状の弁でも良い。
【００１９】
実施の形態４．
図９は本発明の実施の形態４を示すレーザ加工機の上面図である。図９において、６ａは実施の形態１〜３と同様な方向に送風する正回転ブロア、６ｂは正回転ブロア６ａとは逆向きの方向に送風する逆回転ブロア、１２ａ、１２ｂはダクト７内に設けられダクト内の空気の経路を切り替える分岐弁、８ａは正回転ブロア用の集塵用フィルター、８ｂは逆回転ブロア用の集塵用フィルター、１３は分岐弁１２ａ、１２ｂの動作を制御する分岐弁制御装置、１４はブロア６ａ、６ｂのＯＮ／ＯＦＦを制御するブロア制御装置である。
基本的な構成は実施の形態３と同様であるが、図９に示すとおり送風口と吸気口を連通するダクト７の途中を２つの経路に分岐し、分岐した一方の第１のダクトには正回転ブロア６ａを設置し、もう一方の第２のダクトには逆回転ブロア６ｂを並列に設置する。ダクト７の２つの分岐点にそれぞれ分岐弁１２ａ、１２ｂを設け、正回転ブロア６ａを設けた第１のダクトと送風口９ａ〜９ｄおよび吸気口１０ａ〜１０ｂとを連通させるか、もしくは逆回転ブロア６ｂを設けた第２のダクトと連通させるかの経路切り替えを可能としている。
【００２０】
また、加工位置検出装置２２は実施の形態３ではＸ軸方向のみ検出していたが、本実施の形態ではＹ軸方向の加工位置も検出する。ここでＹ軸方向はＸ軸方向と直行した方向すなわち対向する吸気口１０と送風口９とを貫く方向で図９に示した座標軸である。検出方法はＸ軸方向の検出方法と同様である。実施の形態３ではＸ軸方向の加工位置を検出し、加工位置の直下に位置する空間のみ開閉弁を開きプッシュプル集塵を行うものであった。
本実施の形態は、実施の形態３の構成に加え、Ｙ軸方向の加工位置も検出し、加工位置が吸気口に近い場合には加工テーブル５内の空気の流れを送風口から吸気口へと通常の状態にし、加工位置が送風口に近い場合には加工テーブル５内の空気の流れを逆にし、吸気口から送風口へ空気を送り送風口へ吸気するような、すなわち加工位置が常に吸気側に近くなるようにするものである。
【００２１】
次に動作を説明する。まず図９（ａ）に示すように、加工位置１１１が空間Ａの吸気口１０ａに近い側にある場合を説明する。加工位置検出装置２２よりＸ軸方向の加工位置が空間Ａ上にあることが検出されており、検出された加工位置情報は開閉弁制御装置１６に送られ開閉弁制御装置１６により、実施の形態３と同様に吸気口１０ａの開閉弁１１０ａと送風口９ａの開閉弁１０９ａのみが開き、その他の開閉弁１１０ｂ〜１１０ｄ、１０９ｂ〜１０９ｄは閉じるように制御される。また、加工位置検出装置２２よりＹ軸方向の加工位置は、送風口９ａよりも吸気口１０ａに近い事が検出されており、検出された加工位置情報は分岐弁制御装置１３およびブロア制御装置１４に送られ、分岐弁制御装置１３により分岐弁１２ａおよび１２ｂは正回転ブロア６ａを設けた第１のダクトが連通されるように図の位置に制御され、かつ、ブロア制御装置１４によりブロア６ａはＯＮ、ブロア６ｂはＯＦＦと制御される。よって、空気の流れは図９（ａ）に示したものと同様に、空間Ａのみにおいて加工位置１１１が吸気側になるようにプッシュプル集塵が行われることとなる。もちろん加工位置１１１が空間Ａ以外の空間Ｂ、Ｃ、Ｄいずれかに位置した場合は、その空間にてプッシュプル集塵が行われることは言うまでもない。
【００２２】
次に図９（ｂ）に示すように、加工位置１１１が空間Ａの送風口９ａに近い側にある場合を説明する。加工位置検出装置２２よりＸ軸方向の加工位置が空間Ａ上にあることが検出されているので、この場合は、実施の形態３と同様に吸気口１０ａの開閉弁１１０ａと送風口９ａの開閉弁１０９ａのみが開き、その他の開閉弁１１０ｂ〜１１０ｄ、１０９ｂ〜１０９ｄは閉じるように開閉弁制御装置１６により制御される。また、加工位置検出装置２２よりＹ軸方向の加工位置は、吸気口１０ａよりも送風口９ａに近い事が検出されており、検出された加工位置情報は分岐弁制御装置１３およびブロア制御装置１４に送られ、分岐弁制御装置１３により分岐弁１２ａおよび１２ｂは逆回転ブロア６ｂを設けた第２のダクトが連通されるように図の位置に制御され、かつ、ブロア制御装置１４によりブロア６ａはＯＦＦ、ブロア６ｂはＯＮと制御される。よって、空気の流れは図９（ｂ）に示したように図９（ａ）とは逆向きの流れになり、空間Ａのみにおいて加工位置１１１が吸気側になるようにプッシュプル集塵が行われることとなる。
【００２３】
実施の形態３では加工位置１１１が吸気口よりも送風口に近い場合には粉塵が拡散してしまう可能性が大きくなり、十分な集塵効果が得られないといった問題が発生する可能性があったが、本実施の形態では以上のような構成を採用することにより、Ｙ軸方向の加工位置を検出し、ダクト内の分岐弁１２ａ、１２ｂおよび正・逆回転ブロア６ａ、６ｂを制御することによって、常に加工位置１１１が吸気側に近い状態にすることができ、粉塵が拡散してしまう可能性が小さくなり、十分な集塵効果が得られるようになる。よって、実施の形態３よりも更に集塵効果が向上する。
【００２４】
ところで、ブロア制御装置１４は本実施の形態ではブロアのＯＮ／ＯＦＦのみの制御を実施していたが、ＯＮ／ＯＦＦ以外にブロアの回転数を制御するものでも良い。レーザ加工により発生する粉塵４は、被加工物３の材質により発生する量が異なる。例えば、ステンレス材などの材質と比較して高炭素鋼は粉塵発生量が多い傾向にある。また、加工方法によっても発生する粉塵量は異なり、特に高出力レーザ光による軟鋼の高速切断では多量の粉塵が発生する。ブロア回転に要する消費電力を考慮して、被加工物３の材質及び加工方法に応じてブロアの最適回転数をオペレータがブロア制御装置１４にインプットすることにより、必要最低限のランニングコストで十分な集塵効果が得られる。このようなブロアの回転数制御はその他の実施の形態へ適用しても同様な効果が得られる。
【００２５】
また、ダクト７中に異物が侵入した場合など、突発的にパイプ内の風速が低下したことを検出するために、ダクト７中に風速計を設置してもよい。また、ダクト７中に異物が進入しブロアが過負荷となり異常加熱したことを検出するために、ダクト７内に温度計を設置してもよい。もちろん、風速計および温度計を共にダクト７内に設置しても良い。本構成もその他の実施の形態へ適用しても同様な効果が得られる。
【００２６】
実施の形態５．
本実施の形態は、実施の形態４の変形例である。実施の形態４では２つのブロアと２箇所の分岐弁により加工テーブル５内の空気の流れを反転させたが、本実施例では正逆回転方向を可変する１つのブロアと４箇所に設けたシャッターにより、加工テーブル５内の空気の流れを反転させるものである。図１０は本発明の実施の形態５を示すレーザ加工機の集塵装置の概略図である。加工機本体は図９と同構成である。図１０において、ダクト７はブロア６の送風側および吸気側でそれぞれ二股に分岐しており、ブロア６の正回転での吸気側すなわち吸気口１０ａ〜１０ｄに接続されている側にて二股に分岐した一方の第１のダクト７ａともう一方の第２のダクト７ｄ、ブロア６の正回転での送風側すなわち送風口９ａ〜９ｄに接続されている側にて二股に分岐した一方の第３のダクト７ｂともう一方の第４のダクト７ｃの４つの分岐したダクトのうち、第１のダクト７ａと第３のダクト７ｂに集塵用フィルター８ａ、８ｂが設置されている。また、第１のダクト７ａ、第２のダクト７ｄ、第３のダクト７ｂ、第４のダクト７ｃそれぞれにシャッター１５ａ〜１５ｄが各ダクトを開閉できるように設置されている。ブロア６はブロア制御装置１４により回転方向を制御されており、またシャッター１５ａ〜１５ｄはシャッター制御装置２０にて開閉動作を制御されている。
【００２７】
次に動作を説明する。加工位置が吸気口１０ａ〜１０ｄ側に近い場合は、ブロア６はダクト７を通して送風口９ａ〜９ｄへ空気を送ればよい。加工位置検出装置２２からブロア制御装置１４およびシャッター制御装置２０に送られる加工位置情報により、ブロア制御装置１４はブロア６を正回転させるとともに、シャッター制御装置２０はシャッター１５ａおよび１５ｃを開く。シャッター１５ｂおよび１５ｄを閉じることにより第１のダクト７ａから第４のダクト７ｃへの空気の流れが発生し、加工テーブル５内では送風口９から吸気口１０への空気の流れが生じ、加工位置は吸気側に近い状態となる。一方、加工位置が送風口９ａ〜９ｄ側に近い場合は、ブロア６はダクト７を通して吸気口１０ａ〜１０ｄへ空気を送ればよいので、ブロア６を逆回転させるとともに、シャッター１５ａおよび１５ｃを閉じ、シャッター１５ｂおよび１５ｄを開く。これにより第３のダクト７ｂから第２のダクト７ｄへの空気の流れが発生し、加工テーブル５内では吸気口１０から送風口９へと通常とは逆の空気の流れが生じ、加工位置は吸気側に近い状態となる。
本実施の形態は上記のような構成を採用し上記動作をすることにより、実施の形態４と同様な効果を得ることができる。
【００２８】
実施の形態６．
図１１は本発明の実施の形態６を示す集塵装置の概略図であり、実施の形態５の改良発明である。図１１において、ダクト７およびブロア６の構成は実施の形態５の図１０と同様である。本実施の形態では、第１のダクト７ａ、第２のダクト７ｄ、第３のダクト７ｂ、第４のダクト７ｃすべてに集塵用フィルター８ａ、８ｄ、８ｂ、８ｃを設置し、各集塵用フィルターを挟むように一対のシャッター１５ａ、１５ｄ、１５ｂ、１５ｃがそれぞれの集塵用フィルターに設けられている。また、各集塵用フィルターには集塵用フィルターの表面に付着した粉塵を除去するために圧縮エアを集塵用フィルター表面に吹き付けるエアパルス１７ａ〜１７ｄが設けられており、更に各集塵用フィルターには集塵用フィルターの両端の圧力差を測定する差圧計１８ａ〜１８ｄが設けられている。
【００２９】
本実施の形態は、排気方向が切り替わった時、集塵用フィルターに付着した粉塵が加工テーブル側に巻き戻されてしまわないよう全ての集塵用フィルターの前後にシャッターが設置されており、排気方向の切り替えと同時にシャッターを動作させて自動的に排気方向を切り替える。例えば加工位置が吸気口１０に近い状態から送風口９に近い状態へ変化した場合、集塵用フィルター８ａから８ｃへ流れる排気状態から、８ｂから８ｄへ流れる状態にすればよい。加工位置検出装置２２により検出された加工位置情報がブロア制御装置１４とシャッター制御装置２０に送られ、上記のように排気状態を変化させる必要が発生した場合、ブロア制御装置１４はブロア６の回転方向を正回転から逆回転へ切り替え、シャッター制御装置２０はシャッター１５ａとシャッター１５ｃを閉じ、シャッター１５ｂとシャッター１５ｃを開放する。これによって、集塵用フィルター８ａと集塵用フィルター８ｃに付着した粉塵が加工テーブル側に巻き戻ることなく、集塵用フィルター８ｂから集塵用フィルター８ｄへ流れる排気方向に切り替えることが可能である。
【００３０】
また、本実施の形態はブロア６によって収集した粉塵が各集塵用フィルター８ａ〜８ｄに付着して目詰りが発生することにより十分な集塵性能が得られなくなっていることを各差圧計１８ａ〜１８ｄで検出し、これを復旧する手段と復旧中も集塵を継続可能としレーザ加工機のダウンタイムを発生させないことを特長とする。例えば集塵用フィルター８ｂから８ｄへ流れる排気状態にある時、集塵用フィルター８ｃ、集塵用フィルター８ａのシャッター１５ｃ、シャッター１５ａは閉じており、差圧計１８ｂがある値を超過したことを検出するとシャッター制御装置２０によりシャッター１５ｂが閉じてシャッター１５ｃが開放する。これによって集塵用フィルター８ｃから集塵用フィルター８ｄへ流れる排気状態となる。排気経路が切り替わった直後に図示していないエアパルス制御装置にてエアパルス１７ｂが圧縮エアを集塵用フィルター８ｂに吹き付けることにより表面に付着した粉塵を払い落とし目詰りを解消する。
【００３１】
次に集塵用フィルター８ｃの目詰りが発生した時は逆に集塵用フィルター８ｂから集塵用フィルター８ｄへ流れる排気状態となるという動作を繰り返し実施する。また、加工位置検出装置２２により送られる加工位置情報によりブロア６の回転方向すなわち送風方向を切り替える必要が発生したとき、シャッター制御装置２０はブロア回転方向切り替え後の上流側及び下流側で直前まで使用していなかった集塵用フィルターのシャッターを開き、直前まで使用していた集塵用フィルターのシャッターは閉じて即座にエアパルスによって集塵用フィルターの復旧を実行する。これら一連の動作を継続的に実施することにより、長期的に安定した集塵効果が得られる。
【００３２】
ところで、上述した実施の形態４，５，６では基本的な構成を実施の形態３に記載のレーザ加工機を用いて説明したが、実施の形態１や実施の形態２に記載のレーザ加工機に、実施の形態４，５，６に記載の加工ヘッドのＹ軸方向の位置により加工テーブル内の空気の流れる方向を切り替える集塵装置を適用しても集塵効果が向上することは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】実施の形態１のレーザ加工機の構成を示す概略図である。
【図２】実施の形態１のレーザ加工機の上面を示す概略図である。
【図３】実施の形態１のレーザ加工機の横断面を示す概略図である。
【図４】実施の形態２のレーザ加工機の構成を示す概略図である。
【図５】実施の形態２のレーザ加工機の上面を示す概略図である。
【図６】実施の形態３のレーザ加工機の構成を示す概略図である。
【図７】実施の形態３のレーザ加工機の上面を示す概略図である。
【図８】実施の形態３のレーザ加工機の横断面を示す概略図である。
【図９】実施の形態４のレーザ加工機の上面を示す概略図である。
【図１０】実施の形態５のレーザ加工機の集塵装置を示す概略図である。
【図１１】実施の形態６のレーザ加工機の集塵装置を示す概略図である。
【符号の説明】
【００３４】
１  加工ヘッド、２  レーザ光、３  被加工物、４  粉塵、５  加工テーブル、６  ブロア、７  集塵ダクト、８  集塵用フィルター、９ａ〜９ｄ  送風口、１０ａ〜１０ｄ  吸気口、１１ａ〜１１ｃ  仕切り板、１２ａ、１２ｂ  分岐弁、１３  分岐弁制御装置、１４  ブロア制御装置、１５ａ〜１５ｄ  シャッター、１６  開閉弁制御装置、１７  エアパルス、１８  差圧計、２０  シャッター制御装置、２２  加工位置検出装置、１０９ａ〜１０９ｂ  送風口開閉弁、１１０ａ〜１１０ｂ  吸気口開閉弁、１１１加工位置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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