(57)【要約】【課題】  集光光学系の光学部品が空気中の粉塵や水分により劣化し、集光特性が低下することを防止し、レーザ加工機の加工性能を良好に維持する。【解決手段】  レーザビームを照射して被加工ワークを加工するレーザ加工機において、前記レーザビームが通過するノズル孔（４１）が形成された加工ヘッド（１６）と、該加工ヘッドに保持されていて前記レーザビームを集光する集光光学系（１３）と、前記レーザ加工機の非加工時に前記ノズル孔を閉鎖するノズル孔閉鎖手段（３０）とを具備するレーザ加工機が提供される。駆動手段（３５）によって、ノズル孔を閉鎖するようノズル孔閉鎖手段を回動させるようにしてもよい。また、ノズル孔閉鎖手段がレーザ加工機（１１）の所定の位置または被加工ワーク用保持手段（２３）上の所定の位置に設けられていてもよい。【選択図】      図２
2007021503.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザビームを照射して被加工ワークを加工するレーザ加工機において、
前記レーザビームが通過するノズル孔が形成された加工ヘッドと、
該加工ヘッドに保持されていて前記レーザビームを集光する集光光学系と、
前記ノズル孔を閉鎖するノズル孔閉鎖手段とを具備するレーザ加工機。
【請求項２】
前記ノズル孔閉鎖手段が前記加工ヘッドに回動可能に取付られており、
さらに、前記ノズル孔が閉鎖されるように前記ノズル孔閉鎖手段を回動させる駆動手段を具備する請求項１に記載のレーザ加工機。
【請求項３】
前記ノズル孔閉鎖手段が前記レーザ加工機の所定の位置に固定されており、
さらに、前記加工ヘッドを移動させる加工ヘッド移動手段を具備し、
前記ノズル孔が前記ノズル孔閉鎖手段により閉鎖されるように前記加工ヘッド移動手段により前記加工ヘッドを移動させるようにした請求項１に記載のレーザ加工機。
【請求項４】
さらに、前記被加工ワークを保持する保持手段を具備し、前記ノズル孔閉鎖手段が前記保持手段に対して所定の位置に固定されており、
さらに、前記加工ヘッドと前記保持手段とを相対的に移動させる相対移動手段を具備し、
前記ノズル孔が前記ノズル孔閉鎖手段により閉鎖されるように前記相対移動手段により前記加工ヘッドと前記保持手段とを相対的に移動させるようにした請求項１に記載のレーザ加工機。
【請求項５】
さらに、前記ノズル孔が前記ノズル孔閉鎖手段により閉鎖される前に前記加工ヘッド内をパージガスによりパージするパージ手段を具備する請求項１から４のいずれか一項に記載のレーザ加工機。
【請求項６】
前記パージ手段が、レーザ加工に用いられるアシストガスを供給するアシストガス供給手段である請求項５に記載のレーザ加工機。
【請求項７】
さらに、前記ノズル孔閉鎖手段により前記ノズル孔を閉鎖した状態で、前記加工ヘッド内を大気圧より高い圧力にまで加圧する加圧手段を具備する請求項１から６のいずれか一項に記載のレーザ加工機。
【請求項８】
前記加圧手段が、レーザ加工に用いられるアシストガスを供給するアシストガス供給手段である請求項７に記載のレーザ加工機。
【請求項９】
前記ノズル孔閉鎖手段は、水分透過性をほとんど有さない材料から形成されている請求項１から８のいずれか一項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、レーザ発振器からのレーザ出力によってレーザ切断などのレーザ加工を行うレーザ加工機に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に使用されているレーザ装置は、レーザを出力するレーザ発振器と、出力されたレーザを用いて被加工ワークを加工するレーザ加工機とを備えている。レーザ加工機においては、レーザ発振器から出力されたレーザが加工ヘッドの集光レンズによって被加工ワーク上に集光され、それにより、被加工ワークに対してレーザ切断またはレーザ溶接等を行うようになっている。
【０００３】
図６は、従来技術のレーザ加工機において使用される加工ヘッドの長手方向拡大断面図である。加工ヘッド１６に保持された集光レンズ１３を通ったレーザビームは加工ヘッド１６のノズル孔４１から図示しない被加工ワークに向かって照射され、それにより、被加工ワークがレーザ加工される。また、アシストガス供給口４２が集光レンズ１３とノズル孔４１との間の加工ヘッド１６に形成されている。被加工ワークに空隙を形成するために、レーザビームの照射時には、適切な圧力のアシストガスがアシストガス供給口４２から加工ヘッド１６内に供給されている。
【０００４】
ところで、レーザ加工時には、被加工ワークからスパッタまたは粉塵（以下、「粉塵等」と称する）が飛散し、ノズル孔４１を通じて加工ヘッド１６内に進入する場合がある。これら粉塵等が加工ヘッド１６の集光レンズ１３表面に付着すると、集光レンズ１３の集光特性が低下し、それにより、良好な加工性能が維持されなくなる。この点に関し、アシストガス供給口４２から加工ヘッド１６内部に供給されるアシストガスはノズル孔４１を通じて被加工ワークに向かって吹付けられるので、レーザ加工時には粉塵等が集光レンズ１３に付着することが抑制されている。
【０００５】
特許文献１には、レーザ加工終了後、つまりレーザビームの照射終了後においても、アシストガスを一定時間にわたって噴出させるようにしたレーザ加工機が開示されている。このような場合には、レーザ加工終了後においても粉塵等が集光レンズ１３に付着することが抑制されうる。
【特許文献１】特開平５−２７７７８１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、実際の作業現場においては、レーザ加工時に生じた粉塵等が終日にわたって空気中に浮遊していることが多い。このため、レーザ加工後またはレーザ加工終了してからアシストガスを噴射した後においても、これら粉塵等がノズル孔４１から加工ヘッド１６に進入して集光レンズ１３に付着する可能性がある。特許文献１に開示されるレーザ加工機においてレーザ加工後のアシストガス噴出時間をかなり長くすれば、その分だけ粉塵等の付着が抑制されるものの、この場合には、アシストガスを噴出し続けるのに多額の費用が必要とされることになる。
【０００７】
また、レーザ発振器が炭酸ガスレーザである場合においては炭酸ガスレーザビームは空気中の水分に吸収され易い特性を有しているので、レーザ加工機の集光レンズ１３の表面に水分が付着した場合には、集光レンズ１３の発熱量が増加して集光特性が低下することになる。
【０００８】
さらに、集光レンズ１３等の光学部品の製造業者は、高温多湿環境下では光学部品が劣化するという理由により、光学部品を温度および湿度が管理されたデシケータ内で保存することを推奨している。ところが、実際の作業現場においては集光レンズ１３はレーザ加工機の非使用時であっても加工ヘッド１６に保持されたままである。すなわち、加工ヘッド１６に一旦保持された集光レンズ１３はノズル孔４１を通じて大気に常に露出した状態になる、このため、集光レンズ１３はノズル孔４１から流入する空気中の水分により徐々に劣化し、加工ヘッド１６に保持される限りにおいては集光レンズ１３の製品寿命が短くなっていることになる。
【０００９】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、非使用時においても、加工ヘッドの光学部品、例えば集光レンズの劣化を防止することのできるレーザ加工機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前述した目的を達成するために１番目の発明によれば、レーザビームを照射して被加工ワークを加工するレーザ加工機において、前記レーザビームが通過するノズル孔が形成された加工ヘッドと、該加工ヘッドに保持されていて前記レーザビームを集光する集光光学系と、前記ノズル孔を閉鎖するノズル孔閉鎖手段とを具備するレーザ加工機が提供される。
【００１１】
すなわち１番目の発明においては、ノズル孔閉鎖手段により加工ヘッドのノズル孔を閉鎖できるので、レーザ加工機の使用後であっても、粉塵等がノズル孔を通じて加工ヘッド内に流入するのを防止できる。このため、加工ヘッドの集光光学系（光学部品）、例えば集光レンズ、反射型の放物面鏡および保護ウィンドウ等が粉塵等により汚染されることなしに、良好な加工性能を維持することができる。また、空気中の水分がノズル孔を通じて加工ヘッドに流入することも防止できるので、水分の付着による集光特性の低下および集光光学系の劣化を防止することもできる。
【００１２】
２番目の発明によれば、１番目の発明において、前記ノズル孔閉鎖手段が前記加工ヘッドに回動可能に取付られており、さらに、前記ノズル孔が閉鎖されるように前記ノズル孔閉鎖手段を回動させる駆動手段を具備する。
すなわち２番目の発明においては、単にノズル孔閉鎖手段を回動させることのみにより、ノズル孔を簡易かつ容易に閉鎖することが可能となる。なお、ノズル孔閉鎖手段の回動軸線はレーザビームの光路に対して平行であっても垂直であってもよい。
【００１３】
３番目の発明によれば、１番目の発明において、前記ノズル孔閉鎖手段が前記レーザ加工機の所定の位置に固定されており、さらに、前記加工ヘッドを移動させる加工ヘッド移動手段を具備し、前記ノズル孔が前記ノズル孔閉鎖手段により閉鎖されるように前記加工ヘッド移動手段により前記加工ヘッドを移動させるようにした。
すなわち３番目の発明においては、ノズル孔閉鎖手段に関する別個の駆動手段を採用することなしに、レーザ加工機の加工ヘッド移動手段によってノズル孔が閉鎖されるように加工ヘッドをノズル孔閉鎖手段まで移動させられる。
【００１４】
４番目の発明によれば、１番目の発明において、さらに、前記被加工ワークを保持する保持手段を具備し、前記ノズル孔閉鎖手段が前記保持手段に対して所定の位置に固定されており、さらに、前記加工ヘッドと前記保持手段とを相対的に移動させる相対移動手段を具備し、前記ノズル孔が前記ノズル孔閉鎖手段により閉鎖されるように前記相対移動手段により前記加工ヘッドと前記保持手段とを相対的に移動させるようにした。
すなわち４番目の発明においては、ノズル孔閉鎖手段に関する別個の駆動手段を採用することなしに、レーザ加工機の加工ヘッド移動手段と保持手段とを相対的に移動させる相対移動手段によってノズル孔が閉鎖されるように加工ヘッドをノズル孔閉鎖手段まで移動させられる。
【００１５】
５番目の発明によれば、１番目から４番目のいずれかの発明において、さらに、前記ノズル孔が前記ノズル孔閉鎖手段により閉鎖される前に前記加工ヘッド内をパージガスによりパージするパージ手段を具備する。
すなわち５番目の発明においては、加工ヘッド内部に残留する空気中の水分および粉塵等を排出した後でノズル孔閉鎖手段によりノズル孔を閉鎖しているので、粉塵等または水分が加工ヘッド内に存在した状態で維持されるのが回避できる。
【００１６】
６番目の発明によれば、５番目の発明において、前記パージ手段が、レーザ加工に用いられるアシストガスを供給するアシストガス供給手段である。
すなわち６番目の発明においては、比較的簡単な構成によりパージ手段を形成することができる。
【００１７】
７番目の発明によれば、１番目から６番目のいずれかの発明において、さらに、前記ノズル孔閉鎖手段により前記ノズル孔を閉鎖した状態で、前記加工ヘッド内を大気圧より高い圧力にまで加圧する加圧手段を具備する。
すなわち７番目の発明においては、加工ヘッド内部を大気圧よりも高くすることにより、外部空気、特に空気中の粉塵等および水分が加工ヘッド内に流入するのを防止できる。
【００１８】
８番目の発明によれば、７番目の発明において、前記加圧手段が、レーザ加工に用いられるアシストガスを供給するアシストガス供給手段である。
すなわち８番目の発明においては、比較的簡単な構成により加圧手段を形成することができる。
【００１９】
９番目の発明によれば、１番目から８番目のいずれかの発明において、前記ノズル孔閉鎖手段は、水分透過性をほとんど有さない材料から形成されている。
すなわち９番目の発明においては、ノズル孔閉鎖手段を通じて空気中の水分が加工ヘッド内部に進入するのを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の図面において同一の部材には同一の参照符号が付けられている。理解を容易にするために、これら図面は縮尺を適宜変更している。
図１は、本発明に基づくレーザ装置の略図である。本発明に基づくレーザ装置１００は主に金属加工用に用いられ、レーザ発振器２とレーザ加工機１１とを含んでいる。図１に示されるように、これらレーザ発振器２とレーザ加工機１１とは制御装置１を介して互いに電気的に接続されている。
【００２１】
レーザ発振器２は放電励起型である比較的高出力のガスレーザ発振器、例えば出力１ｋＷ以上の炭酸ガスレーザである。レーザ発振器２はレーザガス圧制御システム１８に接続された放電管９を含んでいる。レーザガス圧制御システム１８は、レーザ発振器２に形成されたレーザガス供給口１７およびレーザガス排出口１９を介して放電管９へのレーザガスの供給および放電管９からのレーザガスの排出を行うことができる。放電管９の一端には部分透過性を有するリア鏡６（共振器内部ミラー）が設けられており、放電管９の他端には部分透過性を有する出力鏡８が設けられている。出力鏡８はＺｎＳｅから形成されており、出力鏡８の内面は部分反射コーティングされると共に出力鏡８の外面は無反射コーティングされている。リア鏡６の背面にはレーザパワーセンサ５が配置されている。図示されるように、リア鏡６および出力鏡８の間の光共振空間内には二つの放電セクション２９ａ、２９ｂが設けられている。
【００２２】
各放電セクション２９ａ、２９ｂは放電管９を挟むように配置された一対の放電電極７ａ、７ｂをそれぞれ含んでいる。これら放電電極７ａ、７ｂは同一寸法であって、金属メタライズされているか、または金属部材が取付けられているものとする。図１に示されるように放電電極７ａはマッチング回路３を介してレーザ電源４に接続されている。なお、放電電極７ｂも同様のマッチング回路を介してレーザ電源に接続されているが、理解を容易にするためにこれらは図示しないものとする。これらレーザ電源はそれぞれ独立して制御され、対応する各放電セクション２９ａ、２９ｂに供給する電力を自由に調整することができる。
【００２３】
さらに、図示されるように放電管９には送風機１４が配置され、送風機の上流および下流には熱交換器１２、１２'がそれぞれ配置されている。さらに、レーザ発振器２は冷却水循環システム２２に接続されており、放電管９内のレーザガスなどが適宜冷却されるようになっている。
【００２４】
レーザ発振器２の出力鏡８から出力されたレーザビームはレーザ加工機１１に入射する。レーザ加工機１１においては入射されたレーザを反射する複数、図１においては三つの反射鏡１０ａ、１０ｂ、１０ｃを含んでいる。図示されるように、これら反射鏡１０ａ、１０ｂ、１０ｃにより反射されたレーザは集光レンズ１３および加工ヘッド１６を通って加工テーブル２３上の被加工ワーク２０に照射されるようになっている。ここで、集光レンズ１３はＺｎＳｅから形成されており、集光レンズ１３の両面は無反射コーティングされている。なお、図面には示さないものの、集光レンズ１３の代わりに、他の集光光学系（光学部品）、例えば反射型の放物面鏡、保護ウィンドウ、またはパラボラミラーを採用してもよい。
【００２５】
また、加工テーブル移動手段２１によって加工テーブル２３を水平方向に移動することにより被加工ワーク２０を所望の場所に位置決めできる。同様に、加工ヘッド１６は加工ヘッド移動手段２６により水平方向および鉛直方向に移動され、所望の場所に位置決めされる。さらに、図１に示されるようにレーザ加工機１１にはアシストガス供給システム１５が設けられている。レーザ加工機１１外部に設置されたアシストガス源１５ａからのアシストガスはアシストガス供給システム１５によって加工ヘッド１６内部に供給される。アシストガス源１５ａ内のアシストガスは、窒素ガスなどの不活性ガス、または乾燥空気であってもよい。
【００２６】
レーザ装置１００の動作時には、レーザガス圧制御システム１８によってレーザガスがレーザガス供給口１７を通って放電管９内に供給される。次いで、送風機１４によってレーザガスは放電管９からなる循環路を循環する。図１において矢印により示されるように、送風機１４から送り出されたレーザガスは圧縮熱を除去するための熱交換器１２'を通過して各放電セクション２９ａ、２９ｂに供給される。
【００２７】
放電セクション２９ａ、２９ｂにおいて放電電極７ａ、７ｂにより、所定の電圧、例えば数百ｋＨｚから数十ＭＨｚの交流電圧を印加すると、放電作用によりレーザガスが励起され、それにより、レーザビームが発生する。周知の原理により、レーザビームは光共振空間で増幅され、出力鏡８を通じてレーザビームが取り出される。放電作用により高温となったレーザガスは熱交換器１２によって冷却され、送風機１４に再び戻る。なお、このときには冷却水循環システム２２が作動して、放電管９内のレーザガスなどが冷却されるものとする。
【００２８】
出力鏡８から取り出されたレーザは図示されるようにレーザ発振器２からレーザ加工機１１に供給される。レーザ加工機１１においては、レーザは三つの反射鏡１０ａ、１０ｂ、１０ｃにより適切に反射される。反射されたレーザビームは集光レンズ１３により集光されて、加工ヘッド１６を通じて被加工ワーク２０に照射される。これにより、加工テーブル２３上の被加工ワーク２０を加工、例えば切断または溶接することが可能となる。
【００２９】
図２は本発明の第一の実施形態に基づくレーザ加工機の加工ヘッドの長手方向拡大断面図である。図２に示されるように、加工ヘッド１６は筒型部分１６ａと、筒型部分１６ａに結合される円錐状部分１６ｂとを含んでいる。これら筒型部分１６ａと円錐状部分１６ｂとは互いに同軸であり、加工ヘッド１６の中心軸上における円錐状部分１６ｂの先端にはノズル孔４１が形成されている。また、光学部品、図２においては集光レンズ１３は筒型部分１６ａの内周面に形成された環状溝部１６ｃに保持されている。
【００３０】
さらに、集光レンズ１３とノズル孔４１との間に位置する加工ヘッド１６には、アシストガス供給口４２が形成されている。このアシストガス供給口４２は図１に示されるアシストガス供給システム１５に接続されており、制御装置１の制御によりアシストガスを加工ヘッド１６内に供給することができる。レーザ加工機１１の使用時には、アシストガス供給口４２から供給されたアシストガスがノズル孔４１より噴出されるので、粉塵等および水分がノズル孔４１を通じて加工ヘッド１６内に流入することが抑制されている。
【００３１】
本発明の第一の実施形態においてはノズル孔閉鎖部３０が加工ヘッド１６に設けられている。図示されるように、ノズル孔閉鎖部３０のベース３１ａが円錐状部分１６ｂの外面に固定されている。ベース３１ａから概ね水平方向に延びる柱状部３１の先端に回動軸部３２が設けられている。第一の実施形態においては、回動軸部３２の方向は加工ヘッド１６の長手方向、つまりレーザビームの光路の方向に対して垂直である。
【００３２】
また、ノズル孔４１を閉鎖する閉鎖蓋部３４は、閉鎖蓋部３４と一体的なアーム３３を含んでいる。このアーム３３の先端は回動軸部３２回りに回動可能に取付けられている。アーム３３と閉鎖蓋部３４との間の角度およびアーム３３の長さは、閉鎖蓋部３４がノズル孔４１を閉鎖できるよう選択されている。さらに、回動軸部３２には、制御装置１によって制御されるモータなどの駆動部３５が接続されている。このため、ノズル孔４１を閉鎖する閉鎖位置とノズル孔４１を開放させる開放位置３４’との間で閉鎖蓋部３４はアーム３３と共に回動軸部３２回りに回動することができる。
【００３３】
前述したように集光レンズ１３の表面に水分が付着した場合には集光特性が低下すると共に集光レンズ１３が劣化するので、閉鎖蓋部３４は水分透過性がほとんどない材料から形成されるのが好ましい。これにより、閉鎖蓋部３４によるノズル孔４１の閉鎖時であっても、空気中の水分が閉鎖蓋部３４を透過して加工ヘッド１６内に進入するのを防止できる。また、閉鎖時においてノズル孔４１周りの密閉性を確保するために、閉鎖蓋部３４は樹脂などの弾性材料から形成されているのが好ましい。また、ノズル孔４１に対応したシール部材（図示しない）が閉鎖蓋部３４の表面に取付けられていてもよい。
【００３４】
本発明においては、レーザ加工機１１により被加工ワーク２０を加工した後において、制御装置１を通じて駆動部３５を駆動する。これにより、閉鎖蓋部３４は開放位置３４’から図２に示される閉鎖位置まで回動するので、加工ヘッド１６のノズル孔４１を閉鎖蓋部３４によって閉鎖できるようになる。すなわち、本発明においては、単に閉鎖蓋部３４を回動させることのみによって、ノズル孔４１を簡易かつ容易に閉鎖することができる。これにより、本発明においては空気中に浮遊する粉塵等がノズル孔４１を通じて加工ヘッド１６内に流入するのを防止することができる。それゆえ、本発明においては加工ヘッド１６の集光レンズ１３に粉塵等が付着するのを防止できるので、集光レンズ１３の集光特性は低下せず、従って、レーザ加工機１１の次回使用時においても良好な加工性能を得ることが可能となっている。
【００３５】
さらに、本発明においては、閉鎖蓋部３４を用いることによって、空気中の水分がノズル孔４１を通じて加工ヘッド１６内に流入することも防止できる。このため、空気中の水分に基づく集光レンズ１３の集光特性が低下することおよび集光レンズ１３が劣化することも防止できる。
【００３６】
図２に示される第一の実施形態においては回動軸部３２がレーザビームの光路に対して垂直であるが、回動軸部が光路に対して垂直でなくてもよい。図３は他の実施形態に基づくレーザ加工機の加工ヘッドの長手方向拡大断面図である。図３においては、アーム３３が閉鎖蓋部３４の表面から垂直に延びており、アーム３３の先端は回動軸部３２と同軸に回動可能に取付けられている。図３に示される実施形態においては、回動軸部３２の方向は加工ヘッド１６の長手方向、つまりレーザビームの光路の方向に対して平行である。そして、駆動部３５を用いて閉鎖蓋部３４を開放位置３４’から閉鎖位置まで回動することによって、ノズル孔４１を同様に閉鎖することが可能となっている。このような実施形態においても、前述したのと同様な効果が得られるのは明らかであろう。当然のことながら、ベース３１ａの取付位置または閉鎖蓋部３４の回動方向が異なる他の形態のノズル孔閉鎖部３０を採用するようにしてもよい。
【００３７】
ところで、前述したように、レーザ加工時には、被加工ワーク２０に空隙を形成するためにアシストガスをアシストガス供給口４２に通して加工ヘッド１６のノズル孔４１から被加工ワーク２０に向かって噴出させている。本発明の図示しない実施形態においては、レーザ加工機１１の使用後においてもアシストガスを所定時間にわたって加工ヘッド１６内に供給し続けるのが好ましい。これにより、加工ヘッド１６内部の空気がアシストガスによってパージされ、加工ヘッド１６内部に存在しうる粉塵等および水分がアシストガスと共に排出されるようになる。
【００３８】
つまり、本実施形態においては、アシストガス供給システム１５をパージ手段として使用する。パージ後に、閉鎖蓋部３４によってノズル孔４１を閉鎖すれば、加工ヘッド１６内部にはアシストガスのみが残存し、加工ヘッド１６内部は次回使用時までパージガスで充填された状態で維持される。つまり、粉塵等または水分が加工ヘッド内に存在した状態で維持されることが回避できる。それゆえ、加工ヘッド１６の集光レンズ１３が粉塵等により汚染されることおよび水分が集光レンズ１３に付着することも回避できる。なお、加工ヘッド１６内に存在しうる水分を完全に排出するために、アシストガスは乾燥気体であるのが好ましい。
【００３９】
また、図示しない他の実施形態においては、レーザ加工機１１の使用後においてアシストガスを所定時間にわたって加工ヘッド１６内に供給し続けた後で閉鎖蓋部３４によりノズル孔４１を閉鎖し、次いで、アシストガスを加工ヘッド１６内に再び供給するのが好ましい。あるいは、アシストガスを供給している途中で、アシストガスの供給を停止すること無しに、閉鎖蓋部３４によりノズル孔４１を閉鎖するようにしてもよい。このようにノズル孔４１を閉鎖した状態でアシストガスを供給し続ける場合には、アシストガス供給システム１５は加圧手段として機能し、それにより、加工ヘッド１６内部の圧力が大気圧よりも高いようになる。加工ヘッド内部の圧力が、大気圧よりも高い所定の圧力以上になったときにはアシストガスの供給を停止する。
【００４０】
すなわち、本実施形態においては、加工ヘッド１６内部の圧力を大気圧よりも高くした状態で加工ヘッド１６を次回使用時まで維持する。このような場合には、外部空気の圧力が加工ヘッド１６内部の圧力よりも低いので、空気中の粉塵等および水分を含んだ外部空気がノズル孔４１を通じて加工ヘッド１６内に流入するのを完全に防止できる。なお、閉鎖蓋部３４とノズル孔４１との間を完全に密閉するのは困難であるので閉鎖蓋部３４とノズル孔４１との間から加工ヘッド１６内の空気が漏洩することもありうるが、そのような場合であっても、外部空気が加工ヘッド１６内に流入することはない。
【００４１】
図４（ａ）および図４（ｂ）は本発明の第二の実施形態に基づくレーザ加工機の略図である。これら図面においては閉鎖蓋部６１がブラケット６２によりレーザ加工機１１の所定の部分に取付けられている。レーザ加工機１１の所定の部分は、レーザ加工機１１の使用時および非使用時の両方においてその位置が変化しない部分である。閉鎖蓋部６１は閉鎖蓋部３４と同様な部材であり、閉鎖蓋部６１にはアーム３３が設けられていない点で閉鎖蓋部３４とは異なる。
【００４２】
図４（ａ）に示されるようにレーザ加工機１１の使用時には加工ヘッド移動手段２６および加工テーブル移動手段２１を駆動して、レーザビームにより被加工ワーク２０を加工する。なお、図４（ａ）および図４（ｂ）においては図面を簡単にする目的で加工テーブル移動手段２１を省略している。そして、被加工ワーク２０に対するレーザ加工が終了すると、図４（ｂ）に示されるように、加工ヘッド移動手段２６によって加工ヘッド１６を閉鎖蓋部６１まで移動させる。次いで、加工ヘッド１６を閉鎖蓋部６１上に載置させると、加工ヘッド１６のノズル孔４１が閉鎖蓋部６１によって閉鎖されるようになる。
【００４３】
なお、ノズル孔４１を閉鎖する閉鎖蓋部はレーザ加工機１１の所定の部分に固定されていなくても良い。図５（ａ）および図５（ｂ）は本発明の他の実施形態に基づくレーザ加工機の略図である。これら図面においては、閉鎖蓋部６５は加工テーブル２３の一部分に固定されている。図５（ａ）から分かるように、閉鎖蓋部６５の取付位置は被加工ワーク２０を加工テーブル２３上に保持するのに影響を与えない位置である。閉鎖蓋部６５は閉鎖蓋部３４、６１と同様な部材であり、閉鎖蓋部６５にはアーム３３および／またはブラケット６２が設けられていない点で閉鎖蓋部３４とは異なる。なお、加工テーブル２３の一部分が閉鎖蓋部６５の役目を直接的に果たすようにした構成であってもよい。
【００４４】
被加工ワーク２０に対するレーザ加工が終了した後において、図５（ｂ）に示されるように、加工テーブル移動手段２１によって加工テーブル２３を水平方向に移動させ、それにより、加工テーブル２３の閉鎖蓋部６５を加工ヘッド１６の下方に位置決めする。次いで、加工ヘッド移動手段２６によって加工ヘッド１６を閉鎖蓋部６５まで下降させることにより、加工ヘッド１６のノズル孔４１を閉鎖蓋部６５によって閉鎖する。あるいは、加工ヘッド移動手段２６によって加工ヘッド１６を閉鎖蓋部６５の高さまで下降させた後で、加工テーブル２３を水平方向に移動させ、それにより、ノズル孔４１を閉鎖するようにしてもよい。
【００４５】
つまり、加工テーブル移動手段２１および加工ヘッド移動手段２６は、ノズル孔４１を閉鎖するために加工ヘッド１６と加工テーブル２３とを相対的に移動させられる相対移動手段であると言い換えることもできる。
【００４６】
このように図４（ａ）から図５（ｂ）に示される実施形態においても、加工ヘッド１６のノズル孔４１を閉鎖することにより、図２を参照して説明したのと同様な効果が得られるのは明らかであろう。また、図４（ａ）から図５（ｂ）に示される実施形態においては、レーザ加工機１１に当初から備えられた加工ヘッド移動手段２６および／または加工テーブル移動手段２１を用いて加工ヘッド１６のノズル孔４１を閉鎖させているので、駆動部３５（図２または図３）を使用する必要がない。従って、これら実施形態においては、レーザ加工機１１の構造はそれほど複雑にはならず、また製造費用も抑えることが可能となっている。
【００４７】
当然のことながら、前述した実施形態のいくつかを適宜組み合わせることは本発明の範囲に含まれるものとする。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明に基づくレーザ加工機を備えたレーザ装置の略図である。
【図２】本発明の第一の実施形態に基づくレーザ加工機の加工ヘッドの長手方向拡大断面図である。
【図３】本発明の他の実施形態に基づくレーザ加工機の加工ヘッドの長手方向拡大断面図である。
【図４】（ａ）本発明の第二の実施形態に基づくレーザ加工機の略図である。（ｂ）図４（ａ）に示されるレーザ加工機の非使用時における略図である。
【図５】（ａ）本発明の他の実施形態に基づくレーザ加工機の略図である。（ｂ）図５（ａ）に示されるレーザ加工機の非使用時における略図である。
【図６】従来技術のレーザ加工機において使用される加工ヘッドの長手方向拡大断面図である。
【符号の説明】
【００４９】
１    制御装置
２    レーザ発振器
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ    反射鏡
１１    レーザ加工機
１３    集光レンズ（集光光学系）
１５    アシストガス供給システム
１５ａ    アシストガス源
１６    加工ヘッド
１６ａ    筒型部分
１６ｂ    円錐状部分
１６ｃ    環状溝部
２０    被加工ワーク
２１    加工テーブル移動手段
２３    加工テーブル
２６    加工ヘッド移動手段
３０    ノズル孔閉鎖部
３１    柱状部
３１ａ    ベース
３２    回動軸部
３３    アーム
３４、６１、６５    閉鎖蓋部
３５    駆動部
４１    ノズル孔
４２    アシストガス供給口
６２    ブラケット
１００    レーザ装置
【図１】
2007021503.tif 000003
【図２】
2007021503.tif 000004
【図３】
2007021503.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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