向激光束機提供氣態氮的方法與設備及一種激光束機技術

含于空氣中的氧和氮由空氣分離器（１５）分離。分離出的氮氣供給激光束機的光路罩（１１）作為彎曲鏡（９）的保護氣體。另外，分離出的氮氣或氧氣可有選擇地供給激光束頭（７）作為輔助氣體。另外，分離出的氮氣的純度根據提供氮氣的第一導管（４７）和提供氧氣的第二導管（４９）間的壓差可保持在預設的范圍（９４到９９．５％）內。另外，最好提供一臺過濾器（１９）以去除供給空氣分離器的壓縮空氣中的塵埃以及第二過濾器（３３）以去除供給光路罩（１１）的分離出的氮氣中的油霧。（*該技術在2015年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及向激光束機所配的光路系統和激光頭提供氮氣的一種方法和設備以及配有相同設備的激光束機。在這里，向光路系統提供氮氣是為了保護安置在光路系統的彎曲鏡，并進一步供給激光束頭作為一種輔助氣體。眾所周知，激光束機配有一個激光束振蕩器和一個激光束頭。并且在激光束振蕩器與激光束頭之間設有多個彎曲鏡，以將由激光束振蕩器產生的激光束導向激光束頭。這里，從激光束振蕩器到激光束頭的激光束路徑是指一種光路系統，它通常用一種管路組件與外界空氣分開以保證安全和防止灰塵。而且，在可移動激光束頭型式的激光束機中，由于從激光束振蕩器到激光束頭的光程長度的改變，兩者都用一根波紋管或一根伸縮管等連接。此外，為了防止外部空氣進入光路系統中，通常將用空氣干燥單元凈化的干燥空氣通入光路系統中，以保護各種光學元件，諸如彎曲鏡、透鏡等等。在上述常規的激光束機結構中，由于干燥而潔凈的空氣被通入光路系統中以防止外界空氣進入光路系統，與外界空氣相比灰塵是特別少的。但是，存在這樣一個問題，就是光學元件被干燥而潔凈的空氣中的氧或很少量的水汽所損蝕，這會在激光束機使用許多小時之后發性。此外，在激光束機中，根據表面材料與激光束機條件等的不同要相應選取一種輔助氣體如空氣、氧氣、氮氣、氬氣等等。但是一般使用空氣、氧氣和氮氣作為輔助氣體，因為氬氣費用太高(除非要處理的材料為鈦)。在使用空氣作為輔助氣體的情形中，使用壓縮機可以很容易地獲得壓縮空氣。但是在氧和氮作為輔助氣體的情況下，必須準備氧彈或氮彈，所以這種輔助氣體就不經濟了。為了克服這些問題，日本專利申請公開公報No.5—84590(此后稱為已有技術)揭示了這樣一種結構，即在空氣中的氧和氮可以通過空氣分離器分開，這樣被分離的氧和氮就可以用作輔助氣體。在這種方法中，由于空氣中的氧氣或氮氣可以在分離后使用而無需再用任何氣彈，所以可用相對較低的費用獲得。但是，在上述方法中，由于通到激光束頭的輔助氣體的壓力必須根據激光束機的條件調整，因而存在另一問題，即只要輔助氣體壓力調節時，由空氣分離器分離出的氮和氧的純度就會變化，從而導致對激光束加工的有害影響。基于這些問題的存在，本專利技術的目的就是要提供一種替代干燥而潔凈空氣從而更可靠地保護光路系統不被損蝕(由氧化、水汽等等造成的)的方法和設備。而且，本專利技術的另一個目的是有效地將被分離的氮(通入光路系統作為一種保護氣體)同時用作輔助氣體。進一步地說，本專利技術還有一個目的就是無論何時根據激光束加工條件的變化調節輔助氣體壓力時，要在一個穩定的純度范圍(94到99.5％)內提供分離的氮氣作為輔助氣體。為了實現上述目的，本專利技術提供了一種向激光束機的光路系統供應氮氣的方法，它包括下列步驟向一臺空氣分離器(15)提供壓縮空氣以從所提供的壓縮空氣中分離氧和氮；再將由空氣分離器分離出的富氮氣體通入激光束機的光路系統(13)的光路罩(11)中，以保持光路罩內部壓力高于外部氣壓。另外，本方法最好還包括，在將由空氣分離器分離出來的富氮氣體通入激光束機的光路系統(13)的光路罩(11)之前先通過一個過濾器(33)，以去除其中的油霧。另外，本專利技術還提供了一套用來將氮氣通入激光束機的光路系統的設備，該設備包括一臺用于從壓縮空氣中分離氧和氮的空氣分離器；以及導管裝置(23)，用來將由上述空氣分離器分離的富氮氣體通入激光束機的光路系統(13)的光路罩(11)中。另外，該設備最好還包括在壓縮空氣提供給上述空氣分離器之前用于去除其中的塵埃的第一過濾器(19)；以及在富氮氣體通入激光束機的光路系統的光路罩中之前用于去除其中所含的油霧的第二過濾器(33)。進一步地，本專利技術提供一種激光束機，它包括一臺用于從壓縮空氣中分離氧和氮的空氣分離器(15)；第一導管裝置(23)，用來將上述空氣分離器所分離的富氮氣體通入激光束機的光路罩(11)中作為一種保護氣體；以及第二導管裝置(39、41、47)將上述空氣分離器分離出的富氮氣體通入激光束機的激光束頭(7)中作為一種輔助氣體。另外，本激光束機最好還包括在壓縮空氣供給上述空氣分離器之前用來去除其中塵埃的第一過濾器(19)；以及安放在上述第一導管裝置(23)中、在將富氮氣體通入激光束機的光路罩中之前用來去除其中所含油霧的第二過濾器(33)。另外，上述第二導管裝置是一根連于光路罩(11)和激光束頭(7)之間的導管(39)，用來向激光束頭中提供富氮氣體作為輔助氣體。另外，上述第二導管裝置是一根連于上述空氣分離器和激光束頭(7)之間的分支導管(41)，以向激光束頭中提供富氮氣體作為輔助氣體。另外，上述第二導管裝置包括連接上述空氣分離器(15)的第一出口端(15B)間的第一導管(47)，以排放富氮氣體；和連接在上述空氣分離器(15)的第二出口端(15C)間的第二導管(49)，用來排放富氧氣體。另外，激光束機最好還包括位于上述第一導管(47)中間的第一活頁閥(55A)，在該閥打開時用來向激光束頭提供富氮氣體；置于上述第二導管(49)中間的第二活頁閥(55B)，在打開時向激光束頭提供富氧氣體。另外，激光束機最好還包括置于上述第一導管(47)中間的第一壓力控制閥(51A)，以控制上述第一導管中的壓力；置于上述第二導管(49)中間的第二壓力控制閥(51B)，以控制上述第二導管中的壓力。另外，當上述第一導管中的壓力通過上述第一壓力控制閥(51A)而增加時，富氮氣體的純度也增加，但在其中壓力由控制閥降低時純度也會減小。或者在另一種情況下，當上述第一導管中的壓力由上述第一壓力控制閥(51A)保持恒定且當上述第二導管中的壓力由上述第二壓力控制閥(51B)作用而減小時，富氮氣體的純度就會增加，但是當上述第一導管中的壓力在上述第一壓力控制閥(51A)的作用下保持恒定且當上述第二導管中的壓力由上述第二壓力控制閥(51B)作用而增加時，純度就會減小。另外，當上述第一和第二導管(47、49)間的壓差大致保持恒定時富氮氣體的純度可以大致保持恒定。另外，激光束機最好還包括用于遠程控制上述第一壓力控制閥(51A)的第一控制閥(65A)；以及用于遠程控制上述第二壓力控制閥(51B)的第二控制閥(65B)。另外，激光束機最好還包括一個連桿機構(69)以同時控制上述第一和第二壓力控制閥(51A、51B)使之連鎖，以使上述第一和第二導管(47、49)之間的壓差大致保持恒定。在根據本專利技術的激光束機中，由于含有極少量氧和水汽的富氮氣體在高于大氣壓的壓力下通入光路系統中，與常規的干燥空氣相比，可以更有效地防止光路系統的火災事故和保護光學部件不會由于氧化和水汽導致損蝕。另外，在根據本專利技術的激光束機中，由于富氮氣體也可以供給激光束頭作為輔助氣體，有可能有效地使用由空氣分離器分離的富氮氣體。而且由空氣分離器分離出來的氧氣也可以用作輔助氣體。另外，在根據本專利技術的激光束機中，由于通過將富氮氣體或富氧氣體純度始終保持在一個期望的恒定水平或預定的范圍(例如94到99.5％)內可將富氮氣體供給激光束頭作為輔助性氣體，因而有可能防止在激光束加工過程中毛刺的出現。另外，在根據本專利技術的激光束機中，由于有第一過濾器用于去除供給空氣分離器的空氣中的塵埃，以及第二過濾器用于去除供給光路罩的分離后的氮氣中的油霧，就可以延長光路系統中光學部件的壽命本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種向激光束機的光路系統提供氮氣的方法，它包括如下步驟：向一臺用于從所提供的壓縮空氣中分離氧和氮的空氣分離器（１５）提供壓縮空氣；以及向激光束機的光路系統（１３）的光路罩（１１）通入由空氣分離器所分離的富氮氣體，以維持光路罩的內部壓力高于外界氣壓。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：鹽地功明，
申請(專利權)人：阿曼德有限公司，
類型：發明
國別省市：JP[日本]