特開 2020-171940 レーザ加工機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2020-171940(P2020-171940A)

(43)【公開日】2020年10月22日

(54)【発明の名称】レーザ加工機

(51)【国際特許分類】

   B23K 26/146 20140101AFI20200925BHJP

   B23K 26/10 20060101ALI20200925BHJP

【ＦＩ】

   B23K26/146

   B23K26/10

【審査請求】有

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2019-74903(P2019-74903)

(22)【出願日】2019年4月10日

(71)【出願人】

【識別番号】000154990

【氏名又は名称】株式会社牧野フライス製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100099759

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 篤

(74)【代理人】

【識別番号】100123582

【弁理士】

【氏名又は名称】三橋 真二

(74)【代理人】

【識別番号】100147555

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 公一

(74)【代理人】

【識別番号】100160705

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 健太郎

(74)【代理人】

【識別番号】100174942

【弁理士】

【氏名又は名称】平方 伸治

(72)【発明者】

【氏名】矢田 賢一

【テーマコード（参考）】

4E168

【Ｆターム（参考）】

4E168CA06

4E168CB07

4E168DA24

4E168EA17

4E168FB07

4E168GA05

4E168HA09

4E168KA17

(57)【要約】

【課題】複雑な制御無しにレーザビームによるレーザ加工機自体の損傷を防止することができるレーザ加工機を提供すること。
【解決手段】レーザ加工機１００は、ワークＷに対してレーザビームＬを照射するレーザヘッド１０と、レーザビームＬの経路Ｒ上においてワークＷの下流に空間Ｓが設けられるようにワークＷを把持するワーク把持装置５２を有するワークテーブル５０と、空間Ｓに向けてビームブロック流体ＢＦを噴射する流体噴射装置６１を有するビームブロッカ６０と、を備える。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ワークに対してレーザビームを照射し、前記レーザビームのエネルギで前記ワークを加工するレーザ加工機において、
前記ワークに対して前記レーザビームを照射するレーザヘッドと、
前記レーザビームの経路上において前記ワークの下流に空間が設けられるように前記ワークを把持するワーク把持装置を有するワークテーブルと、
前記空間に向けてビームブロック流体を噴射する流体噴射装置を有するビームブロッカと、
を備えることを特徴とするレーザ加工機。

【請求項2】

前記レーザ加工機は、水柱の中を前記レーザビームが案内されるウォータジェットレーザ加工機であり、
前記水柱を形成するために使用される水が、前記ビームブロック流体としても使用され、前記ビームブロック流体は、前記水柱を破壊する、請求項１に記載のレーザ加工機。

【請求項3】

前記流体噴射装置は、前記ビームブロック流体を噴射するノズルを含み、
前記ノズルは、前記レーザビームの経路と交差するように、前記ビームブロック流体を平面状に噴射するように構成されている、請求項１に記載のレーザ加工機。

【請求項4】

前記ワーク把持装置は、前記ワークの姿勢を所望の角度に変更するように、前記ワークを回転するように構成されている、請求項１に記載のレーザ加工機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本願は、レーザ加工機に関する。

【背景技術】

【0002】

レーザ加工機では、レーザビームがワークを貫通したときにレーザ加工機自体を損傷することを防止する必要がある。従来、そのような損傷を防止するための構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に開示の装置は、トランスレーションステージ上に配置されたサンプルをレーザビームによって処理する。サンプルを貫通したレーザビームは、レーザビームの経路においてトランスレーションステージの下流に配置されたビームブロックによってさえぎられ、装置の他の構成要素に照射されることが防止される。このようなビームブロックとして、一般的に、無反射コーティングされた固体材料が用いられる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特公平２−４８１８９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記のような固体材料を用いるビームブロックは、ビームを確実にさえぎるためにビームの位置に応じて移動される必要がある。ビームブロックを移動する場合には、ビームブロックがレーザ加工機の他の構成要素と接触することを防止するために、複雑な制御が必要となり得る。

【0005】

したがって、本発明は、複雑な制御無しにレーザビームによるレーザ加工機自体の損傷を防止することが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】

【0006】

本開示の一態様は、ワークに対してレーザビームを照射し、レーザビームのエネルギでワークを加工するレーザ加工機において、ワークに対してレーザビームを照射するレーザヘッドと、レーザビームの経路上においてワークの下流に空間が設けられるようにワークを把持するワーク把持装置を有するワークテーブルと、上記の空間に向けてビームブロック流体を噴射する流体噴射装置を有するビームブロッカと、を備えるレーザ加工機である。

【0007】

本開示の一態様のレーザ加工機では、ワークを貫通したレーザビームをさえぎるために、ビームブロック流体が使用される。流体がレーザ加工機の構成要素に衝突したとしても、構成要素は損傷されない。したがって、ビームブロック流体がレーザ加工機の構成要素に衝突することを防止するための複雑な制御は必要ない。したがって、複雑な制御無しに、レーザビームによるレーザ加工機自体の損傷を防止することができる。

【0008】

レーザ加工機は、水柱の中をレーザビームが案内されるウォータジェットレーザ加工機であってもよく、水柱を形成するために使用される水が、ビームブロック流体としても使用されてもよく、ビームブロック流体は、水柱を破壊してもよい。ウォータジェットレーザ加工機では、水柱を形成するために水が使用されるため、当該水をビームブロック流体として使用することができる。したがって、新たな流体源を準備する必要がない。よって、レーザ加工機の構成をシンプルにすることができる。

【0009】

流体噴射装置は、ビームブロック流体を噴射する第２のノズルを含んでもよく、第２のノズルは、レーザビームの経路と交差するように、ビームブロック流体を平面状に噴射するように構成されていてもよい。レーザビームの位置はワークにおける加工部位に応じて変わるため、流体噴射装置は、レーザビームの位置に応じてビームブロック流体を噴射する必要がある。本態様では、ビームブロック流体は第２のノズルによって平面状に噴射されるため、例えば線状に噴射されるブロック流体に比して、より広範囲をカバーすることができる。このため、レーザビームの位置に応じてビームブロック流体の噴射方向を変える必要を無くし得る。したがって、流体噴射装置の構成をシンプルにすることができる。

【0010】

ワーク把持装置は、ワークの姿勢を所望の角度に変更するように、ワークを回転するように構成されていてもよい。この場合、ワーク把持装置は回転するため、ワーク把持装置はより広範囲を移動する。したがって、ビームブロック流体は、より高い確率でワーク把持装置に衝突する。しかしながら、本開示のレーザ加工機では、上記のように、ビームブロック流体がワーク把持装置に衝突したとしても、ワーク把持装置は損傷されない。したがって、本開示の技術的効果がより発揮される。

【発明の効果】

【0011】

本開示の一態様によれば、複雑な制御無しにレーザビームによるレーザ加工機自体の損傷を防止することができるレーザ加工機を提供することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】一実施形態に係るレーザ加工機を示す概略的な斜視図である。

【図2】図１のレーザ加工機を示す概略的な正面図である。

【図3】図１のレーザ加工機を示す概略的な平面図である。

【図4】他の実施形態に係るレーザ加工機を示す概略的な正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、添付図面を参照して、実施形態に係るレーザ加工機を説明する。同様な又は対応する要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。理解を容易にするために、図の縮尺は変更されている場合がある。

【0014】

図１は、一実施形態に係るレーザ加工機を示す概略的な斜視図であり、図２は、図１のレーザ加工機を示す概略的な正面図である。図２を参照して、レーザ加工機１００は、ワークＷに対してレーザビームＬを照射し、レーザビームＬのエネルギでワークＷを加工する。本実施形態では、レーザ加工機１００は、水柱（「水の層流層」とも称され得る）３４の中をレーザビームＬが案内される、ウォータジェットレーザ加工機である（詳しくは後述）。

【0015】

レーザ加工機１００は、レーザヘッド１０と、水供給源３０と、ワークテーブル５０と、ビームブロッカ６０と、を備えている。また、図１を参照して、レーザ加工機１００は、カバー１０２と、操作盤１１０と、を備えている。さらに、レーザ加工機１００は、テレスコピックカバー１０３の裏側に、不図示のレーザヘッド１０の支持機構（例えば、コラム、スライダ及び／又はラム等）及び送り機構等の構成要素を備えている。レーザ加工機１００は、他の構成要素を更に備えてもよい。

【0016】

図２を参照して、レーザ加工機１００に関する方向について、レーザヘッド１０からレーザビームＬが照射される方向が、Ｚ方向（上下方向とも称され得る）である。Ｚ方向に対して垂直な方向（すなわち、水平方向）のうち、レーザヘッド１０の支持機構とワークテーブル５０とが対向する方向が、Ｙ方向（前後方向とも称され得る）である。レーザヘッド１０の支持機構に対してワークテーブル５０が在る側が前であり、反対側が後である。Ｚ方向に垂直な方向のうち、Ｙ方向に垂直な方向が、Ｘ方向（左右方向とも称され得る）である。

【0017】

レーザヘッド１０は、ワークＷに対してレーザビームＬを照射する。例えば、レーザヘッド１０は、ワークテーブル５０に対して相対的にＸ、Ｙ及びＺ方向に直線的に移動可能である。レーザヘッド１０の移動は、例えば操作盤１１０に組み込まれたＮＣ装置によって制御されることができる。レーザヘッド１０では、ハウジング１２の外部に（又は内部に）配置されたレーザ発振器４０から、レーザビームＬが出射される。例えば、レーザ発振器４０は、可視光レーザ（例えば、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ）を出射する。レーザビームＬは、例えば光ファイバ等の導光部材４０ａを介して、レーザ照射ヘッド１６によって受け取られる。レーザ照射ヘッド１６は、レーザビームＬをコリメーションレンズ１８へ向けて照射する。レーザ照射ヘッド１６からのレーザビームＬは、コリメーションレンズ１８によって平行光線に変換されて、第１のミラー２０によって第２のミラー２２に向けて反射され、第２のミラー２２によってレーザフォーカスレンズ２４へ向けて反射される。レーザフォーカスレンズ２４によって絞られたレーザビームＬは、第１のノズル２６のノズル孔２６ｂを通して、ハウジング１２の外部に照射される（詳しくは後述）。

【0018】

第１及び第２のミラー２０，２２は、平面状の反射面を有しており、且つ、ミラー配向変更手段としてそれぞれ第１モータ２０ａ及び第２モータ２２ａを有している。反射面の配向を第１モータ２０ａ及び第２モータ２２ａによって調整することにより、レーザビームＬの焦点位置をＸ方向及びＹ方向に調整することができる。例えば、第１及び第２のミラー２０，２２、特に、レーザフォーカスレンズ２４へ向けてレーザビームＬを反射する第２のミラー２２は、誘電体多層膜を含んでもよい。誘電体多層膜は、レーザ発振器４０から照射されるレーザビームの波長に適合され、レーザビームを反射し、且つ、レーザビームの波長以外の波長の光を透過する。このような誘電体多層膜は、例えば、ガラス板に蒸着によって形成されている。第２のミラー２２が誘電体多層膜を含む場合、ノズル孔２６ｂから照射されるレーザビームＬとノズル孔２６ｂとの位置関係を、カメラ３２によって監視することが可能である。例えば、カメラ３２のピントは、ノズル孔２６ｂの開口面と同一レベルのノズルヘッド２６ａの面に合わせられる。レーザヘッド１０の構成要素（例えば、レーザ発振器４０、第１モータ２０ａ、第２モータ２２ａ及びカメラ３２等）の動作は、例えば操作盤１１０に組み込まれた機械制御装置によって制御されることができる。

【0019】

第１のノズル２６は、ノズルヘッド２６ａを有している。ノズルヘッド２６ａは、水供給源３０から管路２８を介して水の供給を受ける中空状の部材である。レーザフォーカスレンズ２４に対面するノズルヘッド２６ａの上面には、ガラス等の透明な部材から形成された窓２６ｃが設けられている。ノズルヘッド２６ａには、ノズルヘッド２６ａとは別体のノズル本体（不図示）が着脱可能に取付けられてもよく、ノズル孔２６ｂは、このノズル本体に設けられていてもよい。この場合、異なる内径のノズル孔２６ｂを有する複数のノズル本体のなかから、加工の条件に応じて、１つのノズル本体を選択することができる。

【0020】

水供給源３０は、水柱３４を形成するために使用される水（例えば、純水又は純水よりもさらに不純物の少ない超純水）をノズルヘッド２６ａに供給する。水供給源３０は、例えば水道に流体的に繋がれていてもよく、例えば、タンク、ポンプ及びフィルタ等の構成要素を含むことができる。水供給源３０から供給された水は、水柱３４としてノズル孔２６ｂからワークＷに向けてＺ方向に沿って噴射される。水柱３４の圧力は、水の流量及びノズル孔２６ｂの内径に応じて変化する。例えば、水の流量が２０ｍｌ／ｍｉｎ〜１５０ｍｌ／ｍｉｎで、ノズル孔２６ｂの内径が３０μｍ〜１３５μｍの場合、水柱３４の圧力は、概ね５０ＭＰａ（５００ｂａｒ）〜５ＭＰａ（５０ｂａｒ）である。

【0021】

ノズル孔２６ｂからハウジング１２の外部に照射されるレーザビームＬは、水柱３４によって包囲され、水柱３４と周囲の空気との間の境界面で全反射しながら進む。したがって、レーザビームＬは水柱３４に沿って進む。上記のように、ノズル孔２６ｂの内径（すなわち、水柱３４の太さに関係する）は例えば約３０μｍ〜１３５μｍと小さいため、レーザヘッド１０から外部に照射されるレーザビームＬの経路（光軸）Ｒは、直線状であり且つＺ軸に平行と見なすことができる。

【0022】

ワークテーブル５０は、基部５１と、ワーク把持装置５２と、を有している。基部５１は、例えば、ベッド（不図示）上に配置され、ワーク把持装置５２は、基部５１上に配置されている。ワーク把持装置５２は、ワークＷを把持する。レーザビームＬの経路Ｒ上においてワーク把持装置５２によって把持されたワークＷの下流には、ワークＷと、レーザ加工機１００の構成要素（例えば、基部５１）との間に、空間Ｓが設けられる。ワーク把持装置５２は、例えば、ロータリーヘッドを含むことができ、ワークＷの姿勢を所望の角度に変更するようにワークＷを回転するように構成されている。ワーク把持装置５２は、例えば、ワークＷを２方向に回転することができる。具体的には、ワーク把持装置５２は、Ｙ方向に平行な中心軸線Ｏｂ周りのＢ方向にワークＷを回転することができる。

【0023】

図３は、図１のレーザ加工機を示す概略的な平面図である。なお、図３では、理解を容易にするために、レーザヘッド１０及びワークＷは示されていない点に留意されたい。ワーク把持装置５２はまた、Ｚ方向に平行な中心軸線Ｏｃ周りのＣ方向にワークＷを回転することができる。ワーク把持装置５２は、ワークＷを把持するためのチャック５２ａを有している。ワーク把持装置５２のＢ方向の回転及びＣ方向の回転は、ＮＣ装置によって制御されることができる。

【0024】

図２を参照して、ビームブロッカ６０は、本実施形態では、レーザヘッド１０と独立して配置されている。ビームブロッカ６０は、流体噴射装置６１と、支持台６２と、を有している。流体噴射装置６１は、上記の空間Ｓに向けて、ビームブロック流体ＢＦを噴射する。例えば、流体噴射装置６１は、第２のノズル６１ａと、ホース６１ｂと、管路６１ｃと、ソレノイドバルブ６１ｄと、を含むことができる。

【0025】

第２のノズル６１ａは、レーザビームＬの経路Ｒと交差するように平面状に、より具体的にはＸＹ平面に沿って水平に、ビームブロック流体ＢＦを噴射するように構成されている。なお、第２のノズル６１ａは、ビームブロック流体ＢＦが水柱３４を破壊できる限りにおいて、上方に又は下方に傾けてビームブロック流体ＢＦを噴射してもよい点に留意されたい。例えば、第２のノズル６１ａは、１つの直線状のスリットを含んでいてもよく、この場合、ビームブロック流体ＢＦは、一体的に平面状に噴射される。第２のノズル６１ａは、そのような直線状のスリットを複数含んでもよい。代替的に、第２のノズル６１ａは、直線状に配列された複数の孔を含んでいてもよく、この場合、ビームブロック流体ＢＦは、分散的に（霧状に）平面状に噴射される。ビームブロック流体ＢＦの圧力及び水量等の物理量は、水柱３４を破壊するように適宜調節されることができる。水柱３４が破壊されると、レーザビームＬは散光する。したがって、レーザビームＬがレーザ加工機１００の構成要素（例えば、ワークテーブル５０の基部５１又はベッド等）を損傷することを防止することができる。また、水柱３４が破壊されると、水柱３４及びビームブロック流体ＢＦの水が外部に飛び散ることがカバー１０２によって防止される。したがって、安全性を確保することができる。

【0026】

第２のノズル６１ａは、ホース６１ｂの一方の端部（自由端部）に取り付けられている。ホース６１ｂの他方の端部（固定端部）は、支持台６２に取り付けられており、且つ、管路６１ｃを介して水供給源３０と流体的に接続されている。したがって、水柱３４を形成するために使用される水供給源３０の水が、第２のノズル６１ａから噴射されるビームブロック流体ＢＦとしても使用される。管路６１ｃにはソレノイドバルブ６１ｄが設けられており、ソレノイドバルブ６１ｄを開閉することによって、ビームブロック流体ＢＦの噴射を制御することができる。ソレノイドバルブ６１ｄは、例えば、機械制御装置によって制御されることができる。

【0027】

支持台６２は、流体噴射装置６１（例えば、ホース６１ｂ及び管路６１ｃ）を支持している。支持台６２は、ワークテーブル５０の基部５１上に設けられている。したがって、流体噴射装置６１は、基部５１に対して固定されており、ビームブロック流体ＢＦの噴射範囲も、基部５１に対して固定される。なお、ビームブロック流体ＢＦの噴射範囲は、第２のノズル６１ａの向きを調節することによって調節可能である点に留意されたい。

【0028】

図１を参照して、カバー１０２は、レーザヘッド１０、ワークテーブル５０、ビームブロッカ６０、及び、その他の不図示の構成要素を包囲している。カバー１０２は、Ｘ方向にスライド可能な安全扉１０６を有しており、オペレータは、安全扉１０６を開くことによって、レーザヘッド１０、ワークテーブル５０及びビームブロッカ６０へアクセス可能となる。安全扉１０６は、安全扉１０６が閉じていることを検出する開閉検出部（不図示）を備えていてもよい。

【0029】

操作盤１１０は、例えば、カバー１０２の外面に取り付けられている。操作盤１１０は、表示装置１１２及びボタン１１４を有している。表示装置１１２は、例えば、レーザ加工機１００の状態及び動作、並びに、オペレータに対する操作方法等を表示することができる。表示装置１１２は、例えば、タッチパネルであってもよい。操作盤１１０は、例えば、ＮＣ装置及び機械制御装置を組み込んでいてもよく、オペレータからの入力及び／又はメモリ内に記憶されたプログラムに従って、レーザ加工機１００を制御する。

【0030】

次に、レーザ加工機１００の動作について説明する。

【0031】

図２を参照して、レーザ加工中、ソレノイドバルブ６１ｄは開かれ、水供給源３０から管路６１ｃ及びホース６１ｂを介して第２のノズル６１ａに水が供給される。したがって、ワークＷの下方の空間Ｓにビームブロック流体ＢＦが噴射される。ビームブロック流体ＢＦは、ワークテーブル５０のワーク把持装置５２及び基部５１等の構成要素に衝突し得るが、これらの構成要素を損傷しない。ビームブロック流体ＢＦの噴射は、レーザヘッド１０からレーザビームＬが照射される前に開始されてもよく、又は、レーザビームＬがワークＷを貫通すると予測される時点よりも前に開始されてもよい。また、ビームブロック流体ＢＦの噴射は、例えば、操作盤１１０のタッチパネル上のボタン又はボタン１１４を押すことによって開始されてもよく、又は、プログラムによって開始されてもよい。

【0032】

また、水供給源３０から管路２８を介してノズルヘッド２６ａに水が供給され、水柱３４がノズル孔２６ｂから噴射される。また、レーザ発振器４０からのレーザビームＬは、導光部材４０ａ、レーザ照射ヘッド１６、コリメーションレンズ１８、第１のミラー２０、第２のミラー２２、及び、レーザフォーカスレンズ２４を経て、ノズルヘッド２６ａに至る。さらに、レーザビームＬは、ノズル孔２６ｂの開口面で焦点を結び、水柱３４内に進入し、水柱３４と周囲の空気との境界面で全反射を繰り返して、ワークＷへ照射される。

【0033】

レーザビームＬがワークＷを貫通すると、水柱３４はビームブロック流体ＢＦと衝突し、水柱３４が破壊される。したがって、レーザビームＬは散光する。この際、水柱３４及びビームブロック流体ＢＦの水が外部に飛び散ることがカバー１０２によって防止される。

【0034】

以上のような本実施形態に係るレーザ加工機１００では、ワークＷを貫通したレーザビームＬをさえぎるために、ビームブロック流体ＢＦが使用される。ビームブロック流体ＢＦがレーザ加工機１００の構成要素（例えば、ワーク把持装置５２及び基部５１等）に衝突したとしても、これらの構成要素は損傷されない。したがって、ビームブロック流体ＢＦがレーザ加工機１００の構成要素に衝突することを防止するための複雑な制御は必要ない。したがって、複雑な制御無しに、レーザビームＬによるレーザ加工機１００自体の損傷を防止することができる。

【0035】

また、レーザ加工機１００は、水柱３４の中をレーザビームＬが案内されるウォータジェットレーザ加工機であり、水柱３４を形成するために使用される水が、ビームブロック流体ＢＦとしても使用され、ビームブロック流体ＢＦは、水柱３４を破壊する。ウォータジェットレーザ加工機では、水柱３４を形成するために水が使用されるため、当該水をビームブロック流体ＢＦとして使用することができる。したがって、新たな流体源を準備する必要がない。よって、レーザ加工機１００の構成をシンプルにすることができる。

【0036】

また、レーザ加工機１００では、流体噴射装置６１は、ビームブロック流体ＢＦを噴射する第２のノズル６１ａを含み、第２のノズル６１ａは、レーザビームＬの経路Ｒと交差するように、ビームブロック流体ＢＦを平面状に噴射するように構成されている。レーザビームＬの位置はワークＷにおける加工部位に応じて変わるため、流体噴射装置６１は、レーザビームＬの位置に応じてビームブロック流体ＢＦを噴射する必要がある。レーザ加工機１００では、ビームブロック流体ＢＦは第２のノズル６１ａによって平面状に噴射されるため、例えば線状に噴射されるブロック流体に比して、より広範囲をカバーすることができる。このため、レーザビームＬの位置に応じてビームブロック流体ＢＦの噴射方向を変える必要を無くし得る。したがって、流体噴射装置６１の構成をシンプルにすることができる。

【0037】

また、レーザ加工機１００では、ワーク把持装置５２は、ワークＷの姿勢を所望の角度に変更するように、ワークＷを回転するように構成されている。ワーク把持装置５２は回転するため、ワーク把持装置５２はより広範囲を移動する。したがって、ビームブロック流体ＢＦは、より高い確率でワーク把持装置５２に衝突する。しかしながら、レーザ加工機１００では、上記のように、ビームブロック流体ＢＦがワーク把持装置５２に衝突したとしても、ワーク把持装置５２は損傷されない。したがって、本開示の技術的効果がより発揮される。

【0038】

次に、他の実施形態に係るレーザ加工機について説明する。

【0039】

図４は、他の実施形態に係るレーザ加工機を示す概略的な正面図である。レーザ加工機２００は、ビームブロッカ６０がレーザヘッド１０に取り付けられている点で、上記のレーザ加工機１００と異なる。このため、ビームブロッカ６０は、支持台６２を有していない。レーザ加工機２００の他の点については、上記のレーザ加工機１００のものと同様であってもよい。

【0040】

レーザ加工機２００では、ホース６１ｂの固定端部は、レーザヘッド１０のハウジング１２の外面に取り付けられており、ホース６１ｂは、ハウジング１２の外部に延びている。第２のノズル６１ａは、上記と同様に、レーザビームＬの経路Ｒと交差するように平面状にビームブロック流体ＢＦを噴射するように構成されている。管路６１ｃは、ハウジング１２の内部に配置されており、ホース６１ｂの固定端部と、水供給源３０及びノズルヘッド２６ａを繋ぐ管路２８と、を流体的に接続している。したがって、レーザ加工機１００と同様に、水柱３４を形成するために使用される水供給源３０の水が、第２のノズル６１ａから噴射されるビームブロック流体ＢＦとして使用される。ソレノイドバルブ６１ｄは、レーザ加工機１００と同様に、管路６１ｃに設けられている。

【0041】

このようなレーザ加工機２００では、第２のノズル６１ａが、レーザヘッド１０と一緒に（すなわち、第１のノズル２６のノズル孔２６ｂと一緒に）移動する。したがって、第２のノズル６１ａからのビームブロック流体ＢＦの噴射範囲が、第１のノズル２６のノズル孔２６ｂに対して（すなわち、レーザビームＬの経路Ｒに対して）固定される。よって、レーザビームＬの位置が移動すると、ビームブロック流体ＢＦの噴射範囲もこの移動を追従するため、ビームブロック流体ＢＦの噴射範囲は、上記のレーザ加工機１００と比して狭くてもよい。

【0042】

以上のようなレーザ加工機２００は、上記のレーザ加工機１００と略同様な効果を奏することができる。特に、レーザ加工機２００では、第２のノズル６１ａがレーザヘッド１０と一緒に移動するため、レーザビームＬの位置が移動すると、ビームブロック流体ＢＦの噴射範囲もこの移動を追従する。したがって、ビームブロック流体ＢＦの噴射範囲を上記のレーザ加工機１００と比して狭くしてもよく、例えばビームブロック流体ＢＦの流量を低減することができる。

【0043】

レーザ加工機の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されない。当業者であれば、上記の実施形態の様々な変形が可能であることを理解するだろう。また、当業者であれば、１つの実施形態に含まれる特徴は、矛盾が生じない限り、他の実施形態に組み込むことができる、又は、他の実施形態に含まれる特徴と交換可能であることを理解するだろう。

【0044】

例えば、上記の実施形態では、レーザ加工機１００は、ウォータジェットレーザ加工機であり、ビームブロック流体ＢＦとして、水柱３４を形成するための水供給源３０の水が使用されている。しかしながら、他の実施形態では、ビームブロック流体ＢＦとして、他の供給源からの水又は水以外の液体が使用されてもよい。また、レーザ加工機１００がウォータジェットレーザ加工機である場合には、水柱３４を破壊すればレーザビームＬを散光させることができるので、ビームブロック流体ＢＦとして気体が使用されてもよい。

【0045】

また、上記の実施形態では、レーザ加工機１００は、ウォータジェットレーザ加工機である。しかしながら、他の実施形態では、レーザ加工機１００は、水柱３４を使用しないレーザ加工機（ドライレーザ加工機）であってもよい。この場合、ビームブロック流体ＢＦとして、不燃性の液体（例えば、このようなレーザ加工機で使用される冷却用の不燃性の水溶性切削液、又は、水道水などの水 等）を使用することができる。

【0046】

また、上記の実施形態では、流体噴射装置６１は、ジェット流としてビームブロック流体ＢＦを噴射するために、第２のノズル６１ａを含んでいる。しかしながら、水柱３４が破壊される限りにおいて、流体噴射装置６１は、第２のノズル６１ａを含まなくてもよく、例えば、整流としてビームブロック流体ＢＦを噴射してもよい。また、上記の実施形態では、流体噴射装置６１は、ビームブロック流体ＢＦを平面状に噴射するように構成されている。しかしながら、流体噴射装置６１は、レーザビームＬをさえぎる限りにおいて（水柱３４と衝突する限りにおいて）、ビームブロック流体ＢＦを他の形状（例えば、直線状）に噴射するように構成されていてもよい。

【符号の説明】

【0047】

１０ レーザヘッド
３４ 水柱
５０ ワークテーブル
５２ ワーク把持装置
６０ ビームブロッカ
６１ 流体噴射装置
６１ａ 第２のノズル（流体噴射装置のノズル）
１００ レーザ加工機
２００ レーザ加工機
ＢＦ ビームブロック流体
Ｌ レーザビーム
Ｒ レーザビームの経路
Ｓ レーザビームの経路上においてワークの下流の空間
Ｗ ワーク

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【手続補正書】

【提出日】2020年6月30日

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ワークに対してレーザビームを照射し、前記レーザビームのエネルギで前記ワークを加工するレーザ加工機において、
前記ワークに対して相対移動可能に設けられ、前記レーザビームを照射するレーザヘッドと、
前記レーザビームの経路上において前記ワークの下流に空間が設けられるように前記ワークを把持するワーク把持装置を有するワークテーブルと、
前記空間に向けてビームブロック流体を前記レーザビームの経路と交差するように平面状に噴射する流体噴射装置を有するビームブロッカと、
を備えることを特徴とするレーザ加工機。

【請求項2】

前記レーザ加工機は、水柱の中を前記レーザビームが案内されるウォータジェットレーザ加工機であり、
前記水柱を形成するために使用される水が、前記ビームブロック流体としても使用され、前記ビームブロック流体は、前記水柱を破壊する、請求項１に記載のレーザ加工機。

【請求項3】

前記ワーク把持装置は、前記ワークの姿勢を所望の角度に変更するように、前記ワークを回転するように構成されている、請求項１に記載のレーザ加工機。