向激光束机提供气态氮的方法与设备及一种激光束机技术

含于空气中的氧和氮由空气分离器（１５）分离。分离出的氮气供给激光束机的光路罩（１１）作为弯曲镜（９）的保护气体。另外，分离出的氮气或氧气可有选择地供给激光束头（７）作为辅助气体。另外，分离出的氮气的纯度根据提供氮气的第一导管（４７）和提供氧气的第二导管（４９）间的压差可保持在预设的范围（９４到９９．５％）内。另外，最好提供一台过滤器（１９）以去除供给空气分离器的压缩空气中的尘埃以及第二过滤器（３３）以去除供给光路罩（１１）的分离出的氮气中的油雾。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及向激光束机所配的光路系统和激光头提供氮气的一种方法和设备以及配有相同设备的激光束机。在这里，向光路系统提供氮气是为了保护安置在光路系统的弯曲镜，并进一步供给激光束头作为一种辅助气体。众所周知，激光束机配有一个激光束振荡器和一个激光束头。并且在激光束振荡器与激光束头之间设有多个弯曲镜，以将由激光束振荡器产生的激光束导向激光束头。这里，从激光束振荡器到激光束头的激光束路径是指一种光路系统，它通常用一种管路组件与外界空气分开以保证安全和防止灰尘。而且，在可移动激光束头型式的激光束机中，由于从激光束振荡器到激光束头的光程长度的改变，两者都用一根波纹管或一根伸缩管等连接。此外，为了防止外部空气进入光路系统中，通常将用空气干燥单元净化的干燥空气通入光路系统中，以保护各种光学元件，诸如弯曲镜、透镜等等。在上述常规的激光束机结构中，由于干燥而洁净的空气被通入光路系统中以防止外界空气进入光路系统，与外界空气相比灰尘是特别少的。但是，存在这样一个问题，就是光学元件被干燥而洁净的空气中的氧或很少量的水汽所损蚀，这会在激光束机使用许多小时之后发性。此外，在激光束机中，根据表面材料与激光束机条件等的不同要相应选取一种辅助气体如空气、氧气、氮气、氩气等等。但是一般使用空气、氧气和氮气作为辅助气体，因为氩气费用太高(除非要处理的材料为钛)。在使用空气作为辅助气体的情形中，使用压缩机可以很容易地获得压缩空气。但是在氧和氮作为辅助气体的情况下，必须准备氧弹或氮弹，所以这种辅助气体就不经济了。为了克服这些问题，日本专利申请公开公报No.5—84590(此后称为已有技术)揭示了这样一种结构，即在空气中的氧和氮可以通过空气分离器分开，这样被分离的氧和氮就可以用作辅助气体。在这种方法中，由于空气中的氧气或氮气可以在分离后使用而无需再用任何气弹，所以可用相对较低的费用获得。但是，在上述方法中，由于通到激光束头的辅助气体的压力必须根据激光束机的条件调整，因而存在另一问题，即只要辅助气体压力调节时，由空气分离器分离出的氮和氧的纯度就会变化，从而导致对激光束加工的有害影响。基于这些问题的存在，本专利技术的目的就是要提供一种替代干燥而洁净空气从而更可靠地保护光路系统不被损蚀(由氧化、水汽等等造成的)的方法和设备。而且，本专利技术的另一个目的是有效地将被分离的氮(通入光路系统作为一种保护气体)同时用作辅助气体。进一步地说，本专利技术还有一个目的就是无论何时根据激光束加工条件的变化调节辅助气体压力时，要在一个稳定的纯度范围(94到99.5％)内提供分离的氮气作为辅助气体。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种向激光束机的光路系统供应氮气的方法，它包括下列步骤向一台空气分离器(15)提供压缩空气以从所提供的压缩空气中分离氧和氮；再将由空气分离器分离出的富氮气体通入激光束机的光路系统(13)的光路罩(11)中，以保持光路罩内部压力高于外部气压。另外，本方法最好还包括，在将由空气分离器分离出来的富氮气体通入激光束机的光路系统(13)的光路罩(11)之前先通过一个过滤器(33)，以去除其中的油雾。另外，本专利技术还提供了一套用来将氮气通入激光束机的光路系统的设备，该设备包括一台用于从压缩空气中分离氧和氮的空气分离器；以及导管装置(23)，用来将由上述空气分离器分离的富氮气体通入激光束机的光路系统(13)的光路罩(11)中。另外，该设备最好还包括在压缩空气提供给上述空气分离器之前用于去除其中的尘埃的第一过滤器(19)；以及在富氮气体通入激光束机的光路系统的光路罩中之前用于去除其中所含的油雾的第二过滤器(33)。进一步地，本专利技术提供一种激光束机，它包括一台用于从压缩空气中分离氧和氮的空气分离器(15)；第一导管装置(23)，用来将上述空气分离器所分离的富氮气体通入激光束机的光路罩(11)中作为一种保护气体；以及第二导管装置(39、41、47)将上述空气分离器分离出的富氮气体通入激光束机的激光束头(7)中作为一种辅助气体。另外，本激光束机最好还包括在压缩空气供给上述空气分离器之前用来去除其中尘埃的第一过滤器(19)；以及安放在上述第一导管装置(23)中、在将富氮气体通入激光束机的光路罩中之前用来去除其中所含油雾的第二过滤器(33)。另外，上述第二导管装置是一根连于光路罩(11)和激光束头(7)之间的导管(39)，用来向激光束头中提供富氮气体作为辅助气体。另外，上述第二导管装置是一根连于上述空气分离器和激光束头(7)之间的分支导管(41)，以向激光束头中提供富氮气体作为辅助气体。另外，上述第二导管装置包括连接上述空气分离器(15)的第一出口端(15B)间的第一导管(47)，以排放富氮气体；和连接在上述空气分离器(15)的第二出口端(15C)间的第二导管(49)，用来排放富氧气体。另外，激光束机最好还包括位于上述第一导管(47)中间的第一活页阀(55A)，在该阀打开时用来向激光束头提供富氮气体；置于上述第二导管(49)中间的第二活页阀(55B)，在打开时向激光束头提供富氧气体。另外，激光束机最好还包括置于上述第一导管(47)中间的第一压力控制阀(51A)，以控制上述第一导管中的压力；置于上述第二导管(49)中间的第二压力控制阀(51B)，以控制上述第二导管中的压力。另外，当上述第一导管中的压力通过上述第一压力控制阀(51A)而增加时，富氮气体的纯度也增加，但在其中压力由控制阀降低时纯度也会减小。或者在另一种情况下，当上述第一导管中的压力由上述第一压力控制阀(51A)保持恒定且当上述第二导管中的压力由上述第二压力控制阀(51B)作用而减小时，富氮气体的纯度就会增加，但是当上述第一导管中的压力在上述第一压力控制阀(51A)的作用下保持恒定且当上述第二导管中的压力由上述第二压力控制阀(51B)作用而增加时，纯度就会减小。另外，当上述第一和第二导管(47、49)间的压差大致保持恒定时富氮气体的纯度可以大致保持恒定。另外，激光束机最好还包括用于远程控制上述第一压力控制阀(51A)的第一控制阀(65A)；以及用于远程控制上述第二压力控制阀(51B)的第二控制阀(65B)。另外，激光束机最好还包括一个连杆机构(69)以同时控制上述第一和第二压力控制阀(51A、51B)使之连锁，以使上述第一和第二导管(47、49)之间的压差大致保持恒定。在根据本专利技术的激光束机中，由于含有极少量氧和水汽的富氮气体在高于大气压的压力下通入光路系统中，与常规的干燥空气相比，可以更有效地防止光路系统的火灾事故和保护光学部件不会由于氧化和水汽导致损蚀。另外，在根据本专利技术的激光束机中，由于富氮气体也可以供给激光束头作为辅助气体，有可能有效地使用由空气分离器分离的富氮气体。而且由空气分离器分离出来的氧气也可以用作辅助气体。另外，在根据本专利技术的激光束机中，由于通过将富氮气体或富氧气体纯度始终保持在一个期望的恒定水平或预定的范围(例如94到99.5％)内可将富氮气体供给激光束头作为辅助性气体，因而有可能防止在激光束加工过程中毛刺的出现。另外，在根据本专利技术的激光束机中，由于有第一过滤器用于去除供给空气分离器的空气中的尘埃，以及第二过滤器用于去除供给光路罩的分离后的氮气中的油雾，就可以延长光路系统中光学部件的寿命本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种向激光束机的光路系统提供氮气的方法，它包括如下步骤：向一台用于从所提供的压缩空气中分离氧和氮的空气分离器（１５）提供压缩空气；以及向激光束机的光路系统（１３）的光路罩（１１）通入由空气分离器所分离的富氮气体，以维持光路罩的内部压力高于外界气压。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：盐地功明，
申请(专利权)人：阿曼德有限公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]