CN101078691A - 激光加工机的聚光透镜的污垢检测方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种根据焦点距离的变化检测激光加工机的聚光透镜上的污垢的技术。用加工头(50)内的聚光透镜(100)会聚从激光谐振器(10)输出的激光束(LB)，由激光嘴(60)向试验件(TP)照射。激光加工机的控制装置向Z轴方向移动控制加工头(50)，存储坐标。如果焦点在试验件(TP)上一致，就发生蓝色火焰(BF)。受光装置(300)受光蓝色火焰，向控制装置发送信号。如果在聚光透镜(100)上附着污垢，因蓄积热透镜膨胀，焦点距离缩短。根据此变化检测聚光透镜的污垢。
Description
技术领域
本发明涉及装备在激光加工机的激光枪内的聚光透镜的污垢的自动检测装置。
背景技术
在激光加工机中，从激光谐振器振荡的激光束，经由具有折返镜等的光学系，供给加工用的激光枪，用激光枪内的聚光透镜会聚激光束，使其焦点与加工物的表面附近一致，进行加工。
如果在该光学系或聚光透镜等上附着异物等污垢，就成为加工效率降低的原因。
下述专利文献1公开了检查光学系的污垢等的技术，专利文献2公开了监视激光枪内的聚光透镜的污垢的状态的技术。
专利文献1：特开平9-271968号公报
专利文献2：特开平9-57479号公报
上述专利文献2所述的技术，在激光加工头上设置摄像机构，光学检测聚光透镜的污垢。
在采用该机构时，不仅加工头的结构复杂，而且还需要摄像数据的处理。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用设在激光加工机中的加工头的上下方向轴(Z轴)的控制机构，进行聚光透镜的污垢的检测的方法和装置。
根据本发明的激光加工机的聚光透镜的污垢检测方法，该激光加工机，具备：具有聚光由激光谐振器供给的激光束的聚光透镜的加工头、和检测在聚光的激光束的焦点位置与加工物表面一致时产生强光的光传感器，其中，通过检测聚光透镜的焦点位置的变化，检测聚光透镜上的污垢。
另外，激光加工机的聚光透镜的污垢检测装置，该激光加工机，具备，保持加工物的工作台、向与工作台垂直的方向的坐标轴即Z轴方向移动的加工头、随着控制加工头的移动存储Z轴的坐标位置的控制装置、安装在加工头内并会聚从激光谐振器供给的激光束的聚光透镜、检测在聚光透镜聚光的激光束的焦点位置与加工物表面一致时产生强光并将信号发送给控制装置的受光装置，其中：控制装置，通过比较具有正常的聚光透镜的加工头的焦点位置的Z轴坐标和聚光透镜的污垢形成的焦点位置的Z轴坐标，检测聚光透镜的污垢。
根据本发明，对于在激光加工机的聚光透镜上发生污垢时，聚光透镜热膨胀，焦点距离缩短的现象，能够用简单的机构检测聚光透镜的污垢。
附图说明
图1是激光加工机的聚光透镜的污垢检测装置的说明图。
图2是表示聚光透镜的污垢检测方法的说明图。
图中：1-聚光透镜的污垢检测装置，10-激光谐振器，20-光路，30-折返镜，50-加工头，60-激光嘴，100-聚光透镜，300-受光装置。
具体实施方式
图1是表示本发明的激光加工机的聚光透镜的污垢检测装置的整体构成的说明图。
用符号1表示整体的聚光透镜的污垢检测装置，具有设在激光加工机的部分底座200上的受光装置300。该受光装置300，具有受光传感器310，检测在试验件TP上聚光的激光束的焦点位置一致时发生的称为蓝色火焰BF的强光。
激光加工机的激光谐振器10，经由输出透镜12向光路20输出激光束LB。在光路20内配设折返镜30等，向加工头50内导入激光束LB。
相对于固定侧的光路20，向与加工工作台垂直的Z轴方向移动控制激光头50。
在用加工头50内安装聚光透镜100，会聚以平行光状态输入的激光束LB，从激光嘴60向试验件TP照射。在向Z轴方向移动加工头50，如果激光束的焦点在试验件TP上焦点一致，就发生蓝色火焰BF。
受光装置300的受光传感器310，检测蓝色火焰BF的发生，通知给激光加工机的控制装置(未图示)。控制装置，存储发生蓝色火焰BF时的Z轴坐标位置。
图2是表示根据本发明的聚光透镜的污垢检测方法的说明图。图2(a)表示装备新的聚光透镜100a的状态的激光束LB的焦点位置。在该状态时，透镜100a的上表面具有曲率半径R1。另外，在试验件TP上发生蓝色火焰的Z轴坐标为Z1，控制装置存储该坐标。
如果长时间使用加工头，就在聚光透镜上表面附着异物。图2(b)表示此状态。
如果在聚光透镜上附着异物D1，发生透镜污垢，透镜100b的光透过率就下降。如果透镜100b的光透过率下降，切断能量就下降，因此降低加工效率。
对于发生污垢的聚光透镜100b，不透过的光能变换成热，蓄积在透镜内。
因该蓄积热，聚光透镜100b热膨胀，上表面凸状变形，曲率半径R2小于新的聚光透镜100a的曲率半径R1。
在此状态时，聚光透镜100b的焦点位置缩短。其结果，在加工头的Z轴上的坐标位置Z2上，焦点落在试验件TP上，发生蓝色火焰。
控制装置，在该Z轴上的坐标位置的差L1达到规定的距离时，作为透镜污垢达到规定的值，进行报警显示等处理。
激光加工机，自动交换新的激光枪、或要求进行透镜的清洗等处理。
只要作为参数在控制装置的CNC内部设定在激光加工机的起动后的加工前或每进行规定次数的加工时进行的等定时进行该透镜污垢的检测处理即可。
Claims (2)
1.一种激光加工机的聚光透镜的污垢检测方法，该激光加工机，具备：具有会聚从激光谐振器供给的激光束的聚光透镜的加工头、和检测在会聚的激光束的焦点位置与加工物表面一致时产生的强光的光传感器，其中：
通过检测聚光透镜的焦点位置的变化，而检测聚光透镜的污垢。
2.一种激光加工机的聚光透镜的污垢检测装置，该激光加工机，具备：保持加工物的工作台、在与工作台垂直的方向的坐标轴即Z轴方向上移动的加工头、控制加工头的移动并存储Z轴的坐标位置的控制装置、安装在加工头内并会聚从激光谐振器供给的激光束的聚光透镜、检测在聚光透镜会聚的激光束的焦点位置与加工物表面一致时产生强光并将信号发送给控制装置的受光装置，其中：
控制装置，通过比较具有正常的聚光透镜的加工头的焦点位置的Z轴坐标和聚光透镜的污垢形成的焦点位置的Z轴坐标，检测聚光透镜的污垢。
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