专利名称：用于在激光加工设备中防尘的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及激光材料加工，而更具体地说，涉及一种用于防止激光单元(器件)受在激光加工一个加工区中目标物或基底期间所产生的粉尘或碎屑影响的方法和装置。
本发明在有关用于激光蚀刻或加标记的设备方面特别有用。因此，本发明的技术背景、其目的和实施例，将结合这种激光蚀刻设备进行说明。然而，本发明也可应用于任何类型的激光材料加工，如激光表面处理、激光切割和激光焊接等设备上。
背景技术：
一般，例如象在DE-A1-43 38 774或DE-A1-44 05 203中所公开的，激光蚀刻设备包括一个激光单元和一个目标物(靶标)导向装置，该导向装置设置在激光单元下面，并适合于给一个目标物导向通过激光单元。激光单元包括一个激光头和一个控制头，上述激光头适合于发出激光辐射，而控制头适合于把激光辐射对准和聚焦在待设置激光蚀刻标记的目标物上。当激光加工目标物时，材料以小微粒形式从目标物除去。这些微粒或者碎屑共同地产生粉尘，该粉尘或是粘附到目标物的表面上，或是，由于激光辐射的冲击，而飞离目标物。在这种设备中，重要的是防止粉尘进入激光单元，因为粉尘的存在会潜在地导致其中所包括的任何光学元件质量变差或破坏。
在EP-A1-0 085 484所公开的激光蚀刻设备中，采用一种没有进一步说明的气幕(气帘)配置来防止粉尘进入激光单元，其中结合有一个位于激光单元和其下面的蚀刻区中间的悬垂的风箱。这种配置可以充分地防止周围空气中所含的粉尘进入激光单元。然而，由于材料从目标物上除去的结果，在蚀刻区处所产生的粉尘或碎屑仍有可能进入激光单元。在高精度蚀刻中，当从激光单元到蚀刻区的距离必需减小，因而使粉尘产生源更靠近敏感的激光单元时，这个问题加重了。
显然，如果激光单元安装在蚀刻区的下面，情况甚至更坏，因为重力会促使粉尘聚集在激光单元上。当要在目标物的两个相对侧设置蚀刻标记时，尤其是当两侧的标记必须彼此相对精确地设置时，有利的是，或甚至必需是，从两侧蚀刻目标物。如果目标物在各蚀刻操作之间必需翻转，则两个相对侧之间的位置关系很容易丧失。当蚀刻连续的带材时，特别强调这个问题，因为实现转动操作将变复杂，并且需要大量的空间。这种转动操作通常与高的生产速度不配匹。另外，在利用两个连贯的蚀刻工位各自来蚀刻带材一个相应的侧面，和一个中间转动工位用于转动带材时，蚀刻工位之间的距离必须如此之大，以致难以保持在带材相对侧面上标记之间的位置关系。
此外，如果待设置激光蚀刻标记的目标物小、重量轻和/或用柔性材料制造，则常规的气幕配置在蚀刻操作期间会不合心意地改变目标物的位置和形状。
发明概要本发明的目的是消除或至少减轻上述缺点，并提供一种改进的方法和装置，用于在加工区中加工目标物或基底期间防止激光单元受粉尘影响。更具体地说，本发明目的在于基本上消除粉尘进入激光单元，而仍然能高精度激光加工所有种类的目标物。
另外本发明的目的是要使在加工区中加工目标物期间对其位置和形状的影响减至最小。
本发明的另一个目的是要从目标物的任一个侧面或两个侧面进行激光加工。
这些和其它的目的从下面的说明中将显而易见，对此已利用所附独立权利要求所述的方法和装置达到。本发明的优选实施例在从属权利要求中提出。
通过在加工区处形成环境压力，可以使作用在目标物上的力减至最小。因此，根据防尘措施，任何种类实用的目标物，甚至是小的、重量轻和/或柔性的目标物，都可以加工。通过在加工区和激光单元中间的第一区域中形成一个朝向加工区的纵向气流，有效地防止粉尘朝向激光单元运动。另外，本发明的方法和装置可允许从目标物的下面进行激光加工，因为在第一区域中的纵向气流可以调节成抵抗加工期间在目标物上产生的粉尘的重力驱动力。
在一个实施例中，气体同时在加工区附近排出和送入加工区与激光单元中间的第一区域中，从而在加工区处形成环境压力，并形成朝向加工区的气流。优选的是，纵向气流朝向加工区加速，以便进一步增加气流抵抗粉尘的重力驱动力的能力。
在另一个实施例中，一个外壳安装在激光单元和加工区中间。一个通道在外壳内从一个辐射入口孔到一个辐射出口孔延伸，上述辐射入口孔面向激光单元，而辐射出口孔面向加工区，并且一般靠近加工区设置。在通道的分开位置处，同时将气体送入通道和从通道排出气体。通过平衡外壳中气体的送入和排出流率，保证将辐射出口孔处，而实际上也是在加工区处的压力，保持在基本上是环境压力下。在一种简单而有效的配置中，通过控制气体排出流率来实施气体送入流率和排出流率的平衡，以便在加工区处形成基本上是环境压力。
优选的是，在辐射出口孔附近实施排出气体，因为这样排气有助于控制辐射出口孔处的压力。此外，所产生的粉尘可以从辐射出口孔周围的区域中除去。因此，目标物可以在加工时没有粉尘。
优选的是，纵向气流基本上是在第一区域中通道的整个横截面上形成。在一个实施例中，这可以通过将气体以至少一对相对的入口气流送入第一区域中来实现，这对相对的入口气流合作形成朝向加工区的纵向气流。优选的是，相对的入口气流一起掠过第一区域中通道的整个横截面。在进入通道时，相对的入口气流优选的是朝向基本上垂直于通道的纵向中心线，以便它们会合并一起在通道的整个横截面上形成纵向气流。
在另一个实施例中，一个周边气流沿着第一区域中通道周边单独形成。优选的是，这是通过将一个或一个以上气体射流从通道周边对着加工区来实现。这些气体射流将抵抗在通道壁附近，尤其是在其任何角部任何尾流区域的形成。此外，这些气体射流有助于所产生的粉尘从目标物运动到辐射出口孔，在该辐射出口孔处粉尘有效地排出。
优选的是，气体在辐射出口孔附近沿至少两个径向相反方向排出。这种配置可允许充分控制在加工区处的压力，以及有效的从加工区排出粉尘。
在另一个实施例中，在通道的一个第二区域中，优选的是在第一区域和激光单元中间，形成一个压力阻挡层(压力屏障)。该压力阻挡层，亦即，如从加工区中所看到的高压区域，将有助于防止灰尘到达激光单元。
在一个附加的实施例中，在通道内的一个第三区域中，优选的是在第一区域和激光单元中间，形成一个侧向气流。该侧向气流在通道的侧壁部分中对置的孔之间形成，优选的是取在侧向方向上扫过通道的整个横截面的一薄层气体形式。任何通过第一区域和如果存在的话第二区域的粉尘都已大大加速，并且将被这种侧向气流有效地除去。优选的是，侧向气流是通过平衡相关的气体送入和排出流率建立的，因此防止了侧向气流与第一区域内的流场相互作用以及可能对第一区域内的流场的扰动。
在一个实施例中，通道至少在第一区域中具有一个非圆形的横截面。这种构型将防止第一区域中任何旋涡式气体运动的形成。这种旋涡式气体运动，例如绕通道的纵向轴的旋涡式气体运动，将造成一个中心低压区，在该中心低压区中，粉尘可以朝向激光单元运动。优选的是，该横截面是一个多角形。为了抵抗在通道壁附近，特别是在多角形的角部中任何尾流区域的形成，优选的是，在通道的侧壁部分中，优选的是在角部形成产生喷射的孔。每个产生喷射的孔都具有要使气流沿着通道的周边部分朝向加工区流动的形状和位置。
附图简介下面，将参照所附示意图，说明本发明的目前的优选实施例。
图1是用于制造罐头盒端部打开拉环的系统中激光蚀刻设备侧视图，该激光蚀刻设备包括按照本发明所述的防尘装置。
图2是图1的防尘装置侧视图。
图3是沿着图2的防尘装置中心线所作的剖视图。
图4对应于图3，并示意表明防尘装置内部不同气体特性的区域。
图5是图2-4的防尘装置的透视图。
图6是图5的防尘装置稍微倾斜的端视图。
优选实施例说明图1示出用于制造要包括在饮料罐(未示出)端部的标记拉环(拉片)或开口环的系统的一部分。将一个薄金属条带S从供料源1送到一个激光单元2，该激光单元2用一支承件3支承，并最后送到一个拉环形成单元4，该拉环形成单元4本身属于已知的类型，并且通过冲孔和冲压金属条带S形成拉环(例如见90年代中期由申请人的公司PLM Fosie AB发行的小册子“这是PLM Fosie”)。金属条带S当通过激光单元2时由导向装置5导向，并通过一个进给装置(未示出)从供料源1进给，该进给装置安排成与拉环形成单元4相联系。激光单元2属于一种高功率和高速类型，并能在金属条带S的表面提供蚀刻或标记。这种激光单元2包括一个激光头2′和一个所谓的扫描头2″，上述激光头2′适合于以合适的波长产生激光辐射，而扫描头2″适合于接收来自激光头2′的激光辐射，并把所产生的辐射聚焦并对准到金属条带S表面上的一个规定位置。这样，在金属条带S的表面处形成一个激光加工区S(图2-4)。
因为可用于标记的拉环表面很小，所以激光辐射必须在金属条带S上精确定位，并且金属条带S在激光蚀刻操作期间也必须精确定位。一般，金属条带S用厚度约0.24mm和宽度约67mm的铝制造。这种金属条带S即使当比较小的力施加到它的表面上时也会挠曲。
在扫描头2″和导向装置5的中间，设置了一个防尘装置6。防尘装置6与一个单元7成流体连通，该单元7控制和实施同时将空气送入防尘装置6和从防尘装置6排出，如下面参照图2-4将进一步说明的。空气控制单元7包括一个主控制装置7A，如一个计算机；一个空气泵送装置7，如一个风扇或泵；一个空气抽吸装置7，如一个风扇或泵；和一个高压装置7，如压缩机。主控制装置7A还可以连接到一个或多个压力传感器上，如下面将要进一步说明的。
正如在图2-4中更详细示出的，防尘装置6包括一个外壳8，该外壳8在第一端处具有一个法兰9，以便利用穿过该法兰9中的孔(未示出)延伸的螺栓或类似物(未示出)，直接固定到扫描头2″(在图2-4中用虚线表示)上。一个纵向通道11从第一端处的辐射入口孔12延伸到对面第二端处的辐射出口孔13。当安装时，辐射出口孔13面向加工区S，并且辐射是通过扫描头2″和金属条带S(在图2-4中用双点划线表示)的表面之间的通道11传送的。外壳8具有一个检视窗W，以便能在防尘装置6运行期间检视通道11。第二端可以或者可以不连接到导向装置5(只在图1中示出)上。从辐射出口孔13到金属条带表面的距离一般小于1或2厘米。
如图3所示，在通道11的侧壁部分中形成两个对置的空气入口孔或孔隙16、17。在所示的实施例中，如图6所示，通道11由4个侧壁限定，并且在侧向(横向)上具有一个一般是方形或矩形横截面。空气入口孔16、17在形状和尺寸上彼此相同，它们穿过矩形通道一个各自的侧壁14、15延伸。孔16、17与各自的空气入口室18、19连通，每个空气入口室18、19都具有一个套管20、21，用于通过软管H1或类似物连接到空气泵送装置7上(图1)。
还参见图3，在邻近辐射出口孔13的侧壁14、15中，形成两个对置的空气出口孔或孔隙22、23。空气出口孔22、23在形状和尺寸上彼此相同，它们穿过矩形通道各自的一个侧壁14、15延伸。孔22、23与各自的空气出口室24、25连通，每个空气出口室24、25都具有一个套管26、27，用于通过软管H2或类似物连接到空气抽吸装置7上(图1)。
在运行时，空气泵送装置7连续而对称地将空气送到空气入口孔16、17。这样，形成两个相反对称的空气流，它们在侧向上朝向通道11的中心，如图3中箭头所示，穿过空气入口孔16、17。与此同时，从接近辐射出口孔13的区域，通过两个反向的空气出口孔22、23，朝两个相反的方向对称地吸入空气，如图3中箭头所示。这样，空气抽吸装置7通过空气出口孔22、23，连续地吸入空气，因而形成一个基本上是环境压力的区域R0，该区域R0在图4中示意表示。这样，在辐射出口孔13处和加工区S处建立起环境压力。穿过孔16、17进入的空气流会合，并在图4所示的区域R1中，在朝向辐射出口孔13和加工区S的纵向或垂直方向上，形成一个合并的空气流。因为孔16、17延展在矩形通道11的整个相应一侧，所以纵向空气流基本上是在通道的整个横截面上形成。
在所示的实施例中，在区域R1中的通道壁14、15如此朝通道11的中心线L倾斜，以致横截面朝辐射出口孔13方向连续减小。在这种构造中，纵向空气流在区域R1中朝辐射出口孔13方向加速。已发现这种情况改善了装置6保护扫描头2″免受加工区S处产生的粉尘影响的能力。
为了达到最佳性能，现已发现，空气出口孔22、23应该朝向中心线L，优选的是以约30-60°的角度倾斜，以便孔22、23在某种程度上面向辐射出口孔13。现已发现这种情况增强了从加工区除尘的能力，以及在孔13处的区域R0中形成一个基本上均匀的环境压力的能力。为了进一步促进在区域R0中压力分布的均匀性，孔22、23的总表面积应是辐射出口孔13表面积的约2/3。
如图4所示，在通道11中，正好在区域R1的下方，形成一个在较高压力下的滞留空气区域R2。这样，在区域R2中形成一个压力阻挡层，亦即，朝辐射入口孔12方向增加压力的压力梯度。这种压力阻挡层有助于防止灰尘到达扫描头2″。
在某些通道的几何形状中，特别是在通道11的任何角中，可以形成尾流区域。在这些尾流区域或者滞留区域中，粉尘可以沿着通道11的侧壁滑动，因而通过区域R1。为此，如图2和6中所示，在辐射入口孔12和空气入口孔16、17之间，设置了多个射流发生通道28，这些射流发生通道28通入通道11。通道28被设置成形成射流J，这些射流J朝向加工区S，亦即，金属条带表面上的中心点P，如图3和4中的单线箭头所示。更确切地说，在通道11的每个侧向角处，都形成五个通道28，如图5所示。20个通道28与一个共用的环形室29连通，该环形室29例如通过软管H3，可连接到空气控制单元7的高压装置7上(图1)。由于在所产生的空气射流J中固有的传播，所以一股空气流将沿着通道壁形成。这种周边的空气流将消除上述的尾流区域。射流J具有驱除在蚀刻操作期间在加工区S处所形成的粉尘微粒的附加功能。
按照图1-6优选实施例所述的防尘装置，包括一个辅助的防尘机构(结构)30。这个机构30在跨过在区域R2和辐射入口孔12之间的区域R3中通道11的整个横截面上，形成一个侧向空气薄层(在图3中示出)。安排这个侧向空气薄层以便捕获并除去通过区域R1和R2的任何粉尘，例如重的颗粒。如图3所示，在通道11的一个侧壁部分中，形成两个对置的孔或孔隙31、32。孔31、32穿过矩形通道11一个各自的侧壁延伸。孔31、32与各自的空气室33、34连通，每个空气室33、34都具有一个套管35、36，用于通过各自的软管H1、H2或类似物连接到空气控制单元7上(图1)。孔31连接到泵送装置7上并具有一个延伸到通道11中的输送嘴31。孔32连接到空气抽吸装置7上并具有一个延伸到通道11中的接收嘴32。输送嘴31用来使进入的空气形成侧向薄层，而接收嘴32在纵向方向上稍大，用来接收离开嘴31的基本上全部空气。在运行时，穿过孔31、32的空气供给流率和排除流率基本上平衡，因此侧向空气流形成与通道11中其它区域R0-R2具有最小的相互作用。
在附图上所示的实施例已用于激光加工设备，取得令人满意的结果。这里，空气泵送装置7以大约10,000-30,000l/min的流率将空气输送到孔16、17、31，等同地分配在它们三个之间。高压装置7将0.15-0.4MPa(1.5-4巴)压力下的空气送入环形室29，因而等同地将空气分配到射流发生通道28，每个通道28的直径约为1.5mm。同时，用主控制装置7A控制空气抽吸装置7，以便从孔22、23、32排出空气。空气流以这种方式控制，以便在辐射出口孔13处形成基本上是环境压力，并因而也在金属条带S上的加工区S处形成基本上是环境压力。在一个实施例中，这是通过简单地使空气流进入和离开外壳8达到平衡、而没有反馈控制的情况下进行的。在另一个实施例中，根据一个或多个压力传感器(在图3中是传感器37、38)的输出，通过控制单元7A主动地控制空气的排出，这些传感器安排成与通道11相联系。可供选择地，所有进入和排出外壳8的空气流都可以用控制装置7A单独地和自动地控制。
在孔13处可以允许的偏离环境压力的压力偏离量取决于目标物的类型。在本目标物情况下，在辐射出口孔13处的压力优选的是控制在环境压力±1kPa(±10mbar)范围内，以便在蚀刻操作期间对金属条带S的位置或形状不产生不良影响。
如图3-6所示，防尘装置6包括一个辅助清洗机构40。清洗机构40设置在外壳8的第一端，亦即，面向扫描头2″的一端。清洗机构40包括两个侧向的、空心管道41、42，管道41、42连接到外壳8的外部管接头43(图6)上。管接头43本身又通过软管H3或类似物连接到高压装置7(图1)上。在每个管道41、42的周边中，设置了一排或多排孔44。每排孔44都相对于侧向方向偏置，从而能使空气朝向辐射入口孔12，以便除去任何沉积在扫描头2″上的粉尘。优选的是，操纵空气控制单元7，以便间歇地通过清洗机构40送入空气，使空气从各排孔44中以短暂喷发形式排出(图5)。有利的是，每当粉尘可能已沉淀在扫描头2″上，例如当在生产停止或中断之后重新开动激光蚀刻设备时，就使用清洗机构40。
在不脱离所附权利要求书限定的范围情况下，防尘装置6可以用各种方法改进。例如，可以设置任何数量的孔来在区域R1中产生纵向空气流和在区域R3中产生侧向空气流。还有，可以设置另外一些空气出口孔来改善在辐射出口孔13处的压力控制。同样，可以用不同的空气孔配置来达到通道11内理想的气流分配。上述情况也可应用于射流发生通道28。
应该理解，空气控制单元7可以包括某种过滤器(未示出)，以便除去从防尘装置6出来的气流中的粉尘微粒。另外，可以用除空气之外的其它气体。
除了上述防尘装置6之外，本发明还涉及一种在激光加工位于加工区S中的目标物，在这个实施例中是金属条带S期间，保护激光单元2免受粉尘影响的方法。在它的最广义的方面，这个方法包括以下步骤在加工区S处形成基本上是环境压力；及在加工区S和激光单元2中间的区域R1中，形成一个朝向加工区S的纵向气流。
还应该理解，本发明的装置和方法可以用于保护其它类型的用于目标物的非机械加工的加标记单元。
权利要求
1.一种在激光加工一加工区(S)中的目标物(S)期间保护激光单元(2)免受粉尘影响的方法，它包括以下步骤在上述加工区(S)处形成一基本上是环境压力，和在上述加工区(S)和激光单元(2)中间的第一区域(R1)中，形成一个朝向上述加工区(S)的纵向气流。
2.按照权利要求1所述的方法，还包括以下步骤同时将气体送入在上述加工区(S)和激光单元(2)中间的上述第一区域(R1)和将气体从加工区(S)附近排出。
3.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于上述纵向气流朝向上述加工区(S)加速。
4.按照权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于上述区域(R1)位于外壳(8)的通道(11)内，该外壳安排在上述激光单元(2)和加工区(S)中间，上述通道(11)在上述外壳(8)的一个辐射入口孔(12)和一个辐射出口孔(13)之间延伸，上述方法还包括以下步骤在通道(11)中分开的位置处，同时将气体送入通道(11)和从通道(11)排出气体，送入上述通道(11)的气体量与从上述通道(11)排出的气体量近似相等。
5.按照权利要求4所述的方法，其特征在于上述纵向气流基本上在通道(11)的整个横截面上形成，并朝向辐射出口孔(13)。
6.按照权利要求4或5所述的方法，还包括在上述通道(11)的第二区域(R2)中形成压力阻挡层的步骤。
7.按照权利要求6所述的方法，其特征在于上述第二区域(R2)在上述第一区域(R1)和激光单元(2)中间形成。
8.按照权利要求4-7中任一项所述的方法，其特征在于气体以至少一对径向相对的入口气流送入上述第一区域(R1)，这对入口气流合作形成上述朝向上述加工区(S)的纵向气流。
9.按照权利要求8所述的方法，其特征在于上述进入通道(11)的相对的入口气流朝向基本上垂直于上述通道(11)纵向中心线(L)的方向。
10.按照权利要求8或9所述的方法，其特征在于上述相对的入口气流一起掠过上述通道(11)的整个横截面。
11.按照权利要求4-10中任一项所述的方法，还包括在上述第一区域(R1)中沿着通道(11)的周边部分单独形成一周边气流的步骤，上述周边气流朝向上述加工区(S)。
12.按照权利要求11所述的方法，其特征在于至少一个气体射流(J)产生并朝向上述加工区(S)，以便形成上述周边气流。
13.按照权利要求4-12中任一项所述的方法，其特征在于气体是在上述辐射出口孔(13)附近，优选的是在至少两个径向相对的方向上排出。
14.按照权利要求4-13中任一项所述的方法，还包括在上述通道(11)的第三区域(R3)中形成一侧向气流的步骤，该侧向气流在上述通道(11)的侧壁部分中的对置孔(31、32)之间。
15.按照权利要求14所述的方法，其特征在于上述第三区域(R3)在上述第一区域(R1)和激光单元(2)中间形成。
16.按照权利要求14或15所述的方法，其特征在于上述侧向气流掠过上述通道(11)的整个横截面。
17.按照权利要求14-16中任一项所述的方法，其特征在于上述侧向气流基本上垂直于上述通道(11)的纵向中心线(L)。
18.按照权利要求14-17中任一项所述的方法，其特征在于气体在基本上相等的流率下通过上述对置孔(31、32)送入上述通道(11)和从上述通道(11)排出。
19.按照权利要求4-18中任一项所述的方法，还包括以下步骤在上述外壳(8)内至少一个位置中测量压力，和根据这样测得的压力控制从上述外壳(8)排出气体。
20.按照权利要求1-19中任一项所述的方法，其特征在于在加工区(S)处的压力保持在环境压力±1kPa范围内。
21.一种用于配置在激光加工设备中的防尘装置，上述防尘装置限定一个通道(11)，该通道(11)从一个辐射入口孔(12)延伸到一个辐射出口孔(13)，用于将激光单元(2)中的辐射传送到上述激光加工设备的一个激光加工区(S)，其特征在于一个气体控制单元(7)安装成与上述通道(11)流体连通，上述气体控制单元(7)可以控制，以便在上述辐射出口孔(13)和上述辐射入口孔(12)中间的第一区域(R1)中，形成一个朝向上述辐射出口孔(13)的纵向气流，以及在上述辐射出口孔(13)处形成一个基本上是环境压力。
22.按照权利要求21所述的防尘装置，其特征在于上述气体控制单元(7)适合于以基本上相等的量同时将气体送入上述通道(11)和将气体从上述通道(11)排出。
23.按照权利要求21或22所述的防尘装置，还包括至少一个气体出口孔(22、23)和至少一个气体入口孔(16、17)，上述气体出口孔(22、23)在靠近上述辐射出口孔(13)的通道(11)第一侧壁部分中，而上述气体入口孔隙(16、17)是在与上述辐射出口孔(13)间隔开的第二侧壁部分中，上述气体出口孔和入口孔(16、17、22、23)都连接到上述气体控制单元(7)上，该气体控制单元(7)可以控制，以便将气体送入上述至少一个气体入口孔(16、17)和将气体从上述至少一个气体出口孔(22、23)排出。
24.按照权利要求23所述的防尘装置，包括至少一对气体入口孔(16、17)，这对气体入口孔适合于产生至少一对径向相对的气流，这对气流合作形成上述朝向辐射出口孔(13)的纵向气流。
25.按照权利要求24所述的防尘装置，其特征在于控制上述相对的气流，以便当上述辐射入口孔(12)连接到激光单元(2)上时，在上述第一区域(R1)和辐射入口孔(12)中间的第二区域(R2)中，形成一个压力阻挡层。
26.按照权利要求24或2 5所述的防尘装置，其特征在于上述离开一对气体入口孔(16、17)的相对的气流，朝向基本上垂直于上述通道(11)纵向中心线的方向。
27.按照权利要求24-26中任一项所述的防尘装置，其特征在于上述气体入口孔(16、17)这样形成，即上述相对的气流一起掠过上述通道(11)的整个横截面，由此上述纵向气流基本上是在通道(11)的整个横截面上形成。
28.按照权利要求27所述的防尘装置，其特征在于上述通道(11)的横截面具有方形形状，并且每个上述气体入口孔(16、17)都沿着上述方形相应的一边延伸。
29.按照权利要求23-28中任一项所述的防尘装置，包括至少一对气体出口孔(22、23)，这对气体出口孔(22、23)安排成靠近上述辐射出孔口(13)彼此径向相对。
30.按照权利要求29所述的防尘装置，其特征在于上述出口气体孔(22、23)朝向上述辐射出口孔(13)倾斜。
31.按照权利要求29或30所述的防尘装置，其特征在于上述气体出口孔(22、23)面向辐射出口孔(13)的总表面积，约为辐射出口孔(13)表面积的2/3。
32.按照权利要求21-31中任一项所述的防尘装置，还包括至少一个压力传感器(37、38)，该压力传感器(37、38)设置成与上述通道(11)相关联，以便提供压力数据，其中，气体控制单元(7)适合于根据上述压力数据，控制通过上述至少一个气体出口孔(22、23)排出气体。
33.按照权利要求21-32中任一项所述的防尘装置，其特征在于上述通道(11)至少在上述第一区域(R1)中，具有非圆形的横截面。
34.按照权利要求21-33中任一项所述的防尘装置，还包括射流发生孔(28)，该射流发生孔(28)在上述通道(11)的第三侧壁部分中，优选的是在其任何角处形成，上述气体控制单元(11)可以控制，以便将气体通过上述射流发生孔(28)送入，产生朝向上述辐射出口孔(13)的射流(J)，其中，每个射流发生孔(28)都具有至少在上述第一区域(R1)中提供一个沿着通道(11)周边部分的周边气流的形状和位置。
35.按照权利要求34所述的防尘装置，其特征在于上述通道(11)的横截面具有一个多角形形状，优选为方形，并在上述多角形的每个角处安排至少一个上述射流发生孔(28)。
36.按照权利要求21-35中任一项所述的防尘装置，其特征在于通道(11)至少在上述第一区域(R1)中，具有一个朝向上述辐射出口孔(13)逐渐减小的横截面，由此上述纵向气流朝向辐射出口孔(13)加速。
37.按照权利要求21-36中任一项所述的防尘装置，还包括在上述通道(11)的第三区域(R3)中的至少一个气体入口孔(31)和至少一个对置的气体出口孔(32)，上述气体控制单元(7)可以控制，以便将气体送入上述至少一个气体入口孔(31)和从上述至少一个气体出口孔(32)将气体排出，以在上述第三区域中形成一个侧向气流，该测向气流基本上垂直于上述通道(11)的纵向中心线(L)。
38.按照权利要求37所述的防尘装置，其特征在于上述第三区域(R3)位于上述第一区域(R1)和辐射入口孔(12)中间。
39.按照权利要求37或38所述的防尘装置，其特征在于上述气体入口孔和气体出口孔(31、32)形成为，使上述侧向气流掠过上述通道(11)的整个横截面。
40.按照权利要求37-39中任一项所述的防尘装置，其特征在于上述气体控制单元(7)适合于同时以基本上相等的量，分别将气体送入和排出上述气体入口孔和出口孔(31、32)。
41.按照权利要求21-40中任一项所述的防尘装置，其特征在于气体控制单元(7)适合于将辐射出口孔(13)处的压力保持在环境压力±1kPa范围内。
42.激光加工设备，包括一个激光单元；一个导向装置(5)，用于给目标物(S)导向通过在上述激光单元(2)处的加工区(S)；和一个按照权利要求21-41中任一项所述的防尘装置，其中，防尘装置安排在上述激光单元(2)和导向装置(5)中间。
全文摘要
在激光加工一个加工区(S)中目标物(S)期间防止激光单元(2)受粉尘影响的方法中，在加工区(S)处形成一个基本上是环境压力，并在加工区(S)和激光单元(2)中间的第一区域中形成一个朝向加工区(S)的纵向气流，从而有效地防止粉尘朝向激光单元(2)运动，并同时使作用在目标物(S)上的力减至最小。相应的防尘装置(6)限定一个通道(11)，该通道(11)从一个面向激光单元(2)的辐射入口孔(12)延伸到一个面向目标物(S)的辐射出口孔(13)。一个气体控制单元与通道(11)连通，以便通过至少一个与辐射出口孔(13)间隔开的气体入口孔(16、17)将气体送入其中。同时，气体控制单元通过至少一个靠近辐射出口孔(12)的气体出口孔(22、23)从通道(11)中排出气体。
文档编号B23K26/16GK1511073SQ01806994
公开日2004年7月7日 申请日期2001年4月3日 优先权日2000年4月3日
发明者M·延迪克, M 延迪克 申请人:雷克塞姆股份有限公司