CN100482399C - 激光加工机中的焦点调整装置 - Google Patents

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Abstract

一种激光加工机中的焦点调整装置，从激光加工机的激光振荡器(550)输出的激光光线经由输出镜(560)被反射镜(570)所反射，并导入到激光加工工具(60)上。由加工透镜(62)聚集的激光光线被反射板(M1)反射并由反射光检测装置(580)所检测。通过检测反射光的输出与因加工透镜(62)的污垢而产生的焦点位置的变化而达到焦点的自动调整。由此可提供在激光加工机中通过检测激光光线的反射光而自动调整焦点的装置。

Description

激光加工机中的焦点调整装置
技术领域
本发明涉及一种在激光加工机中能够进行非熟练化操作的，对于不同的各材质及板厚的加工能力，能够最大限度地提高产质量量及生产率，达到长时间无人运行，并对因透镜上的污垢而使加工透镜焦点位置的变化所引起的加工不良防患于未然的焦点调整装置。
背景技术
历来，由加工透镜所聚集的激光光线的焦点位置是在加工物的厚度方向(例如Z轴方向)上预先设定的，关于加工透镜的焦点位置设定，连续照射适当能量的激光，同时使加工透镜向加工物表面边靠近边吻合其焦点距离，使从加工物表面发出等离子体光线(例如蓝光)。在该光线被操作者看见的阶段停止加工透镜向度方向的移动，以该位置作为标准焦点位置，由操作者输入到NC装置(数控装置)中。
而且，已知的还有在加工头的喷嘴装置内设置光传感器，通过由光传感器找出焦点位置并检测操作时发生的等离子体光线，能够进行焦点位置的自动调整的装置(参照专利文献1)。
[专利文献1]特开平6-7980号公报
由于这样设定的加工透镜的焦点位置并非总是一定，会因加工透镜的污垢等而变化，标准焦点位置与最佳焦点位置发生偏差，引起加工质量下降等加工不良，所以需要操作者根据经验由手动来修正加工透镜厚度方向上的焦点位置。
进而，在调整加工透镜的焦点的时候，需要由手动将喷枪取下。
因此，工厂的外部气体与加工透镜接触，造成污垢。
发明内容
因此，本发明为解决上述问题，其目的在于提供一种激光加工机中的焦点调整装置。
本发明的激光加工机，作为基本的装置设置有：台座，和配置于台座上以支撑工件的托台，和沿台座的长度方向的轴、即X轴移动控制的支柱，和由支柱支撑并沿着与X轴垂直的Y轴移动控制的滑鞍，和由滑鞍支撑并沿着与由X轴与Y轴所形成的平面垂直的Z轴移动控制的加工头，和激光振荡器，和输出镜，和将激光导入激光加工工具的反射镜，以及具有聚集激光的加工透镜的光路系统。
而且，还设置有根据由反射光检测装置所检测的反射光，对应加工透镜的污垢而调整激光的焦点位置的装置。
而且，本发明的另一激光加工机，设置有根据由设置于激光加工面附近的反射光检测装置所检测的反射光来调整激光的焦点位置的装置。
进而，反射光检测装置是检测等离子体的检测器，并被配置于加工透镜与反射镜之间。
(发明效果)
根据本发明，加工透镜的焦点位置总为一定，即使是因加工透镜的污垢等而使透镜的厚度发生变化，也能够自动保持最佳焦点位置，能够提高加工质量，不会发生加工不良，达到能够长时间无人化运行。
附图说明
图1是本发明的激光加工机的整体立体图。
图2是本发明的激光加工机的俯视图。
图3是本发明的激光加工机的主要部分的主视图。
图4是本发明的激光加工机的主要部分的立体图。
图5是本发明的激光加工机的主要部分的侧视图。
图6是激光加工工具的更换工作站的主视图。
图7是激光加工工具的更换工作站的俯视图。
图8是焦点调整装置的说明图。
图9是焦点调整装置的说明图。
图10是其它实施例的调整装置的说明图。
图中：1—激光加工机，10—台座，20—托台，30—支柱，40—滑鞍，50—加工头，60—激光加工工具，62—加工透镜，70—强电盘，72—激光振荡装置，80—控制盘，90—罩，100—激光加工工具的更换工作站，200—激光加工机的工具工作站，300—激光加工机的喷嘴工作站，550—激光振荡器，560—输出镜，570—反射镜，580—反射光检测装置。
具体实施方式
图1是表示本发明的激光加工机的整体结构立体图，图2是俯视图，图3是主视图，图4是主要部分的立体图。图5是侧视图。
由符号1表示的整体激光加工机，具有在台座10上配置的托台20，并装载有板状的工件W1，在台座10的长度方向的延长线上设置有托台交换装置12，准备有装载了下一个加工用的工件W2的托台20a。
在台座10的两侧，沿长度方向安装有一对导轨34，在导轨34上，装配有可沿X轴方向自由移动的支柱30。
支柱30的X轴方向上驱动装置，例如可以使用线性马达，在导轨34上设置的固定元件与直动引导件32上设置的移动元件之间形成线性马达。
在支柱30上，沿着与X轴垂直的Y轴设置有导轨44，在Y轴上可自由移动地设置有滑鞍40。滑鞍40具有结合于导轨44的直动引导件42，在导轨44与直动引导件42之间形成线性马达。
滑鞍40在与由X轴、Y轴形成的平面垂直的Z轴方向上设置有导轨，沿Z轴可自由移动地装配有加工头50。加工头50设置有导入从激光振荡装置72送来的激光的光学系统。
加工头50中装配有可自由更换的激光加工工具60。加工区域由罩90所覆盖，以确保安全。与台座10相邻接配置有强电盘70及激光振荡装置72。操作者指示各种驱动的操作盘80，被配置在台座10的长度方向的端部。在台座10的接近控制盘80的一方的端部，准备有激光加工工具的更换工作站100。
图6是从工作台一侧看的激光加工工具的更换工作站100的主视图，图7是俯视图。
激光加工工具的更换工作站100设置有工具工作站200与喷嘴工作站300，其中，工具工作站200设置有具有喷枪和喷嘴的激光加工工具的工具交换盒；喷嘴工作站300设置有激光加工工具的喷嘴交换盒。
图8是表示本发明的激光加工装置的焦点调整装置的说明图。图9是作用的说明图。
激光加工机的光路系统设置有激光振荡器550，自输出镜560所输出的激光L1由管562内的反射镜570反射并导入到激光加工工具60中。激光加工工具60的喷枪内配置的加工透镜62，聚集作为平行光线供给的激光光束L1，从喷嘴65照射。焦点C1的位置对应于板厚等而设定在焦点位置检测用反射板M1的表面附近。
通过供给口61向激光加工工具60内供给必要的辅助气体。
由加工透镜62聚集的激光光线L2被焦点位置检测用反射板M1所反射，反射的光线L3由加工透镜62上方设置的反射光检测装置580所检测。
将由激光振荡器550的输出设定为适当的值，根据加工透镜62的污垢而在Z轴方向上调整激光加工工具60，使激光光线L2的焦点与焦点位置检测用反射板(例如不锈钢板或铁板)M1的表面相一致，这时发生称为蓝色机Bf的高亮度蓝色等离子体。
反射光检测装置580检测该蓝色机Bf的反射光，检测出加工透镜62的焦点与焦点位置检测用反射板M1的表面相一致。
通过将此时的从喷嘴65的前端到焦点位置检测用反射板M1的表面的高度位置H1作为激光加工工具60的Z轴方向的值而设定，能够自动地将焦点吻合于加工物的表面。
还有，不使用焦点位置检测用反射板M1，而利用实际的加工物，也能够进行上述实施例的焦点调整。
图10是表示本发明的其它实施例中激光加工机的焦点调整装置的说明图。
在激光加工工具的更换工作站中，除了工具工作站与喷嘴工作站之外，还设置有焦点调整装置590。
加工透镜所聚集的激光光线被焦点位置检测用反射板材所反射，反射的光线由位置检测用反射板材附近设置的反射光检测装置所检测。
将激光振荡器的输出设定为适当的值，在Z轴方向上调整激光加工工具，使激光光线的焦点与焦点位置检测用反射板材的表面相一致，这时能够发生称为蓝色机Bf的高亮度蓝色等离子体。
反射光检测装置590检测到该蓝色机Bf的反射光，检测出加工透镜的焦点与焦点位置检测用反射板的表面相一致。
通过将此时的从喷嘴的前端到焦点位置检测用反射板的表面的高度位置作为激光加工工具的Z轴方向的值而设定，能够自动地将焦点吻合于加工物的表面。
其它的结构由于都与图8的实施例同样，所以都赋予同样的符号，其说明予以省略。
而且，在上述实施例中，对X轴及Y轴上的驱动装置，以线性马达为例进行了说明，但即使是使用滚珠丝杠，也能够应用本发明。

Claims (2)

1.一种激光加工机中的焦点调整装置，所述激光加工机具有：台座，和配置于台座上以支撑工件的托台，和沿台座的长度方向的轴、即X轴移动控制的支柱，和由支柱支撑并沿着与X轴垂直的Y轴移动控制的滑鞍，和由滑鞍支撑并沿着与由X轴与Y轴所形成的平面垂直的Z轴移动控制的加工头，和自由更换地安装在加工头上的激光加工工具，和激光振荡器，和输出镜，和将激光导入激光加工工具的反射镜，以及具有聚集激光的加工透镜的光路系统；其特征在于：
激光加工机中的焦点调整装置设置有配置在台座的接近控制盘的一方的端部的激光加工工具的更换工作站和检测从激光加工面反射的反射光且配置在加工透镜和反射镜之间的反射光检测装置，
激光加工工具具有：设有包括聚光透镜的光学系统装置的喷枪，以及在喷枪的前端可自由更换安装的喷嘴，
所述激光加工机中的焦点调整装置还设置有根据由反射光检测装置所检测的反射光，对应加工透镜的污垢而调整激光的焦点位置的装置。
2.根据权利要求1所述的激光加工机中的焦点调整装置，其特征在于：反射光检测装置，是检测等离子体的检测器。
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