CN106918878A

CN106918878A - 光纤中继单元

Info

Publication number: CN106918878A
Application number: CN201611011248.3A
Authority: CN
Inventors: 和泉贵士
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2015-11-18
Filing date: 2016-11-17
Publication date: 2017-07-04
Anticipated expiration: 2036-11-17
Also published as: US20170139164A1; DE102016121600B4; JP2017097016A; US10261274B2; CN106918878B; JP6301897B2; DE102016121600A1

Abstract

一种能够有效地去除在光纤中继单元中产生的热的光纤中继单元。光纤中继单元具备：封闭的循环路径，其用于使冷却剂循环，该冷却剂用于去除由于在该光纤中继单元中传输的激光A而在该光纤中继单元中产生的热；以及冷却剂循环装置，其使冷却剂在该循环路径中流动，从而使冷却剂在该循环路径中循环。

Description

光纤中继单元

技术领域

本发明涉及一种具备用于使冷却剂循环的循环路径的光纤中继单元。

背景技术

已知将多个光纤彼此光学连接的光纤中继适配器(例如专利文献1)。另外，已知具有将射入的激光选择性地导向多个光纤的激光光路选择单元的装置(例如日本特开2009-103838号公报和日本特开2000-263270号公报)。

在激光加工系统中，使用用于将由激光振荡器生成的激光中继到光纤中的光纤中继单元。在这样的光纤中继单元中，该光纤中继单元的结构要素会因接收到的激光而发热。以往，寻求一种不会由于漏水等而污染光学部件并高效地去除光纤中继单元中所产生的热的技术。

另外，以往，为了防止在进行冷却时产生结露，需要监视环境温度、湿度和冷却剂温度来进行控制。并且，在从外部导入冷却剂的情况下，需要铺设冷却剂供给管等构件，因此对设置光纤中继单元的场所产生限制。因此，寻求一种没有设置场所的限制的光纤中继单元。

发明内容

接收激光并将该激光向光纤进行中继的光纤中继单元具备：封闭的循环路径，其用于使冷却剂循环，该冷却剂用于去除由于在光纤中继单元中传输的激光而在该光纤中继单元中产生的热；以及冷却剂循环装置，其使冷却剂在循环路径中流动，从而使冷却剂在循环路径中循环。

也可以是，光纤中继单元还具备主体部，该主体部用于保持对激光进行会聚的光学构件。也可以通过形成于主体部的孔或者安装于主体部的管来划定循环路径。

也可以是，光纤中继单元还具备散热片，该散热片与循环路径邻接配置。也可以是，光纤中继单元还具备风扇，该风扇产生用于从光纤中继单元去除热的气流。

也可以是，光纤中继单元还具备：温度检测部，其检测光纤中继单元的温度；以及风扇控制部，其基于由温度检测部检测出的温度来控制风扇。也可以是，光纤中继单元还具备风扇控制部，该风扇控制部基于由激光振荡器控制部向激光振荡器发送的激光振荡指令来控制风扇。

也可以是，光纤中继单元还具备风扇监视部，该风扇监视部监视风扇的动作。也可以是，光纤中继单元还具备循环装置监视部，该循环装置监视部监视冷却剂循环装置的动作。

附图说明

通过参照附图说明以下的优选的实施方式，本发明的上述或者其它目的、特征以及优点会变得更明确。

图1是一个实施方式所涉及的激光振荡器的图。

图2是图1所示的光纤中继单元的图。

图3是其它实施方式所涉及的光纤中继单元的图。

图4是另一实施方式所涉及的光纤中继单元的图。

图5是其它实施方式所涉及的激光振荡器的图。

图6是图5所示的光纤中继单元的图。

图7是图6和图9所示的光纤中继单元的框图。

图8是一个实施方式所涉及的激光加工系统的图。

图9是图8所示的光纤中继单元的图。

图10是表示图7所示的光纤中继单元的动作流程的一例的框图。

图11是表示图10中的步骤S8的流程的一例的框图。

图12是其它实施方式所涉及的激光加工系统的图。

图13是图12所示的激光加工系统的框图。

图14是表示图13所示的激光加工系统的动作流程的一例的框图。

图15是表示图14中的步骤S38的流程的一例的框图。

具体实施方式

下面基于附图来详细地说明本发明的实施方式。首先，参照图1来说明一个实施方式所涉及的激光振荡器10。激光振荡器10具备谐振器部12、光束组合器(beam combiner)14、第一光纤16、第二光纤18、温度调整装置20以及光纤中继单元30。

谐振器部12具有多个激光二极管模块12a、12b以及12c。激光二极管模块12a、12b以及12c分别生成激光，并将所生成的激光向光束组合器14射出。

光束组合器14接收从激光二极管模块12a、12b以及12c射出的激光，并将这些激光结合。然后，光束组合器14将结合后的激光导向第一光纤16。

第一光纤16具有预先设定的芯径(例如100μm)，通过其芯部来传输激光。第一光纤16的第一端16a熔接于光束组合器14，另一方面，该第一光纤16的第二端16b连接于光纤中继单元30。

第二光纤18具有与第一光纤16的芯径不同的芯径(例如200μm)，通过其芯部来传输激光。第二光纤18的第一端18a连接于光纤中继单元30，该第二光纤18的第二端(未图示)连接于激光振荡器10的外部的光学部件(未图示)。

温度调整装置20具有多个风扇22，根据来自对激光振荡器10进行控制的激光振荡器控制部(未图示)的指令来在激光振荡器10内产生气流。

在本实施方式中，光纤中继单元30被配置为接受由温度调整装置20产生的气流。光纤中继单元30通过由温度调整装置20产生的气流来散热。

接着，参照图2来说明光纤中继单元30。光纤中继单元30将第一光纤16与第二光纤18彼此光学连接，来将在第一光纤16中传输来的激光中继到第二光纤18中。

光纤中继单元30具备主体部32、光学构件34、循环路径36以及冷却剂循环装置38。主体部32为中空构件，在其内部划定出激光A的光路。在主体部32的内部保持有光学构件34。

在主体部32的一端32a设置有第一连接器部40，在该第一连接器部40上连接有第一光纤16的第二端16b。在第一光纤16中传输的激光向主体部32的内部射出。

另一方面，在主体部32的另一端32b设置有第二连接器部42，在该第二连接器部42上连接有第二光纤18的第一端18a。第二光纤18接收通过光学构件34后的激光，将该激光传输到激光振荡器10的外部的光学部件。

光学构件34具有准直透镜(collimate lens)等，配置于在主体部32的内部划定出的激光A的光路上。光学构件34对从第一光纤16射出到主体部32内的激光进行准直和会聚后再将其导向第二光纤18。

循环路径36是用于使液体或者气体的冷却剂循环的封闭的流路。在本实施方式中，通过形成于主体部32的孔来划定循环路径36，该循环路径36以包围光学构件34的方式呈环状延伸。冷却剂例如包括水、长效冷却剂、或添加有防腐蚀材料的溶液。

冷却剂循环装置38例如是电动泵，具有配置于循环路径36的旋转体和使该旋转体旋转的电动机。在本实施方式中，冷却剂循环装置38在激光振荡器10的温度调整装置20工作时进行动作。冷却剂循环装置38使被封入到循环路径36内的流体产生压力变动，从而使循环路径36内的流体流动。由此，冷却剂在循环路径36内循环。

这样，循环路径36是如下的封闭流路：不用与设置在光纤中继单元30的外部的外部设备(例如冷却剂供给装置)流体连接，能够将流体封入到该循环路径36的内部，并能够在使所封入的流体流动的情况下使该流体循环。

当在主体部32内传输的激光A射入到光学构件34时，所射入的激光的一部分被该光学构件34吸收，由此该光学构件34发热。为了去除这样产生的热，在循环路径36内封入冷却剂，并通过冷却剂循环装置38使该冷却剂在循环路径36内循环。

接着，参照图3来说明其它实施方式所涉及的光纤中继单元50。此外，在以下要说明的各种实施方式中，对与已说明的实施方式相同的要素标注相同的标记，并省略详细的说明。

能够代替光纤中继单元30而将光纤中继单元50应用于图1所示的激光振荡器10。光纤中继单元50将第一光纤16与第二光纤18彼此光学连接，来将在第一光纤16中传输来的激光中继到第二光纤18中。

光纤中继单元50具备主体部52、光学构件34、循环路径54以及冷却剂循环装置38。主体部52为中空构件，在其内部划定出激光A的光路。

在主体部52的内部保持有光学构件34。在主体部52的一端52a设置有第一连接器部40，另一方面，在主体部52的另一端52b设置有第二连接器部42。

与上述的循环路径36同样地，循环路径54是用于使冷却剂循环的封闭的流路。在本实施方式中，通过安装在主体部52的周围的、与该主体部52相分别地设置的管来划定循环路径54。循环路径54以包围光学构件34的方式呈环状延伸。冷却剂循环装置38使被封入到循环路径54内的流体循环。

接着，参照图4来说明另一实施方式所涉及的光纤中继单元60。能够代替光纤中继单元30而将光纤中继单元60应用于图1所示的激光振荡器10。

光纤中继单元60将第一光纤16与第二光纤18彼此光学连接，将在第一光纤16中传输来的激光中继到第二光纤18中。

光纤中继单元60具备主体部62、光学构件34、循环路径64、散热片67和69以及冷却剂循环装置38。主体部62为中空构件，在其内部划定出激光A的光路。

在主体部62的内部保持有光学构件34。在主体部62的一端62a设置有第一连接器部40，另一方面，在主体部62的另一端62b设置有第二连接器部42。

循环路径64是用于使冷却剂循环的封闭的流路。在本实施方式中，循环路径64包括流路64a、流路64b、流路64c、流路64d、流路64e、流路64f、流路64g以及流路64h。

通过形成于主体部62的孔来划定流路64a。通过与主体部62及第一连接器部40相分别地设置的管来划定流路64b，该流路64b与流路64a及流路64c流体连接。

通过在第一光纤16的周围形成于第一连接器部40的孔来划定流路64c。通过与主体部62及第一连接器部40相分别地设置的管来划定流路64d，该流路64d与流路64c及流路64e流体连接。

通过形成于主体部62的孔来划定流路64e。流路64e被配置为通过与流路64a的通过区域不同的区域。在本实施方式中，流路64a和64e被配置为通过所有的光学构件34的附近。

通过与主体部62及第二连接器部42相分别地设置的管来划定流路64f，该流路64f与流路64e及流路64g流体连接。通过在第二光纤18的周围形成于第二连接器部42的孔来划定流路64g。

通过与主体部62及第二连接器部42相分别地设置的管来划定流路64h，该流路64h与流路64a及流路64g流体连接。这些流路64a～64h彼此连通而形成封闭的循环路径64。

散热片67和69安装于主体部62的外周面。具体地说，散热片67与流路64a邻接配置，主要用于从在流路64a内流动的冷却剂去除热。另一方面，散热片69与流路64e邻接配置，主要用于从在流路64e内流动的冷却剂去除热。

在上述的光纤中继单元30、50、60中，循环路径36、54、64构成为封闭的流路。因而，通过使冷却剂循环装置38进行动作，能够使冷却剂在光纤中继单元30、50、60内循环，由此能够去除光纤中继单元30、50、60中产生的热。

根据该结构，无需从外部设备(冷却剂供给装置)向循环路径36、54、64供给冷却剂。因而，也无需对循环路径36、54、64设置连接用于从外部设备供给冷却剂的冷却剂供给管的接头部。

因而，能够排除由于从该接头部卸下冷却剂供给管的操作或该接头部与冷却剂供给管之间的安装不良等而导致冷却剂从接头部漏出的可能性。由此，能够可靠地防止由于冷却剂的漏出而污染光学构件34等构件。

另外，不用从外部设备向循环路径36、54、64进行冷却剂的供给，因此使用者无需进行从外部设备供给的冷却剂的质量管理(例如pH值)。另一方面，使用者通过定期地更换循环路径36、54、64内的冷却剂能够容易地管理冷却剂的质量。

另外，在上述的光纤中继单元30和50中，循环路径36和54被配置为包围光学构件34。根据该结构，能够有效地冷却因在光纤中继单元30和50中传输的激光而容易发热的部分。

另外，在上述的光纤中继单元60中，流路64a、64e被配置为通过光学构件34的附近。根据该结构，能够有效地冷却因在光纤中继单元60中传输的激光而容易发热的部分。

另外，在光纤中继单元60中，散热片67和69分别与流路64a和64e邻接配置。根据该结构，能够更有效地冷却因在光纤中继单元60中传输的激光而容易发热的部分。

另外，在光纤中继单元60中，利用散热片67、69以所谓的气冷式从在循环路径64内流动的冷却剂去除热。根据该结构，光纤中继单元60的结构构件的温度不会降至露点以下，因此能够防止在光纤中继单元60的结构构件上发生结露。

此外，也可以通过埋设在主体部32和62的内部的管来划定光纤中继单元30的循环路径36和光纤中继单元60的流路64a、64e。该管可以由铜这样的金属或者尼龙这样的树脂制成。

接着，参照图5～图7来说明其它实施方式所涉及的激光振荡器70。激光振荡器70例如是YAG(钇铝柘榴石)振荡器，具备谐振器部72、放大部74和光纤中继单元100。

谐振器部72具有输出镜76、后镜78、半导体激光器80a以及YAG棒80b，根据来自激光振荡器控制部(未图示)的指令生成激光，并从输出镜76射出所生成的激光。

放大部74具有多个反射镜(mirror)82、84、86以及88。这些反射镜82、84、86以及88形成从输出镜76射出的激光A的光路，将该激光A导向光纤中继单元100。

如图6所示，光纤中继单元100具有：主体部102；遮挡单元104、106和108；以及聚光透镜110、112和114。

主体部102是具有开口102a的中空构件，在该主体部102的内部保持有遮挡单元104、106和108以及聚光透镜110、112和114这些光学构件。从放大部74的反射镜88传输来的激光A通过开口102a后射入到主体部102的内部。

遮挡单元104具有反射镜116、反射镜驱动部118以及冷却套120。反射镜116被配置为能够在遮断从开口102a射入的激光A的光路的遮断位置与从该光路退避的退避位置之间移动。

在反射镜116配置在遮断位置时，从开口102a射入的激光A被反射镜116反射而被导向聚光透镜110。另一方面，在反射镜116配置在退避位置时，从开口102a射入的激光A通过遮挡单元104后朝向遮挡单元106传输。

反射镜驱动部118例如具有伺服电动机，根据来自激光振荡器控制部(未图示)的指令使反射镜116在遮断位置与退避位置之间移动。冷却套120与镜子116邻接配置。在冷却套120的内部形成有用于使冷却剂流动的孔。

遮挡单元106具有与上述的遮挡单元104相同的结构。具体地说，遮挡单元106具有反射镜122、反射镜驱动部124以及冷却套126。

反射镜122被配置为能够在遮断位置与从该光路退避的退避位置之间移动，该遮断位置是遮断在遮挡单元104的反射镜116配置于退避位置时通过了该遮挡单元104的激光A的光路的位置。

在反射镜116配置于退避位置且反射镜122配置于遮断位置时，射入到主体部102的激光A被反射镜122反射而被导向聚光透镜112。另一方面，在反射镜116和122配置在退避位置时，射入到主体部102的激光A通过遮挡单元104和106后朝向遮挡单元108传输。

反射镜驱动部124使反射镜122在退避位置与遮断位置之间移动。冷却套126与反射镜122邻接配置。在冷却套126的内部形成有用于使冷却剂流动的孔。

遮挡单元108具有反射镜128和冷却套130。反射镜128被固定于如下位置处：遮断在遮挡单元106的反射镜122配置于退避位置时通过了该遮挡单元106的激光A的光路的位置。

射入到反射镜128的激光A被朝向聚光透镜114反射。冷却套130与镜子128邻接配置。在冷却套130的内部形成有用于使冷却剂流动的孔。

聚光透镜110、112和114分别将被反射镜116、122和128反射的激光会聚后导向光纤138、140和142。

在主体部102设置有连接器部132、134以及136。在连接器部132上连接有光纤138的一端。光纤138接收由聚光透镜110会聚后的激光，将该激光向激光振荡器70的外部的光学部件传输。

同样地，在连接器部134上连接有光纤140的一端。光纤140接收由聚光透镜112会聚后的激光，将该激光向外部的光学部件传输。

同样地，在连接器部136上连接有光纤142的一端。光纤142接收由聚光透镜114会聚后的激光，将该激光向外部的光学部件传输。

这样，光纤中继单元100根据来自激光振荡器控制部(未图示)的指令，将在谐振器部72生成的激光A选择性地导向共计三条的光纤138、140以及142中的任意一条。

光纤中继单元100还具备循环路径144、散热片146、风扇148、冷却剂循环装置38、温度检测部154以及控制部156。循环路径144是用于使冷却剂循环的封闭的流路。

具体地说，循环路径144具有流路144a、144b、144c、144d、144e、144f、144g、144h、144i、144j、144k、144l、144m、144n、144o、144p以及144q。

通过与主体部102相分别地设置的管来划定流路144a。流路144a具有三岔部144a₄，该三岔部144a₄的第一端144a₁与流路144q流体连接，该三岔部144a₄的第二端144a₂与流路144b流体连接，该三岔部144a₄的第三端144a₃与流路144h流体连接。

通过在光纤138的周围形成于连接器部132的孔来划定流路144b。通过与连接器部132及134相分别地设置的管来划定流路144c，该流路144c与流路144b及144d流体连接。

通过在光纤140的周围形成于连接器部134的孔来划定流路144d。通过与连接器部134及136相分别地设置的管来划定流路144e，该流路144e与流路144d及144f流体连接。

通过在光纤142的周围形成于连接器部136的孔来划定流路144f。通过形成于主体部102的孔来划定流路144h。流路144h以通过聚光透镜110、112和114的附近的方式延伸，流路144h的一端与流路144a流体连接，另一方面，流路144h的另一端与流路144g流体连接。

通过与连接器部136及主体部102相分别地设置的管来划定流路144g。流路144g具有三岔部144g₄，该三岔部144g₄的第一端144g₁与流路144f流体连接，该三岔部144g₄的第二端144g₂与流路144h流体连接，该三岔部144g₄的第三端144g₃与流路144i流体连接。

通过以贯通散热片146的方式形成于该散热片146的孔来划定流路144i。通过与主体部102及散热片146相分别地设置的管来划定流路144j，该流路144j与流路144i及144k流体连接。

分别通过形成于主体部102的孔来划定流路144k、144m、144o以及144q。另一方面，分别通过形成于冷却套130、126以及120的内部的孔来划定流路144l、144n以及144p。

这样，在本实施方式中，循环路径144的一部分形成于遮挡单元104、106以及108的结构要素(即冷却套130、126和120)。

流路144l、144n以及144p形成为具有比流路144k、144m、144o以及144q的等效直径大的等效直径(截面积)。因而，这些流路144l、144n以及144p作为能够暂时积存在循环路径144内流动的冷却剂的冷却剂积存部而发挥功能。上述的流路144a～144q彼此连通，形成封闭的循环路径144。

散热片146安装在主体部102的外表面上。如上所述，在散热片146中形成有贯通该散热片146的孔，通过该孔来划定流路144i。

风扇148与散热片146邻接配置。风扇148具备：具有多个叶片的旋转体(未图示)；以及使该旋转体旋转的风扇电动机150(图7)。风扇148被配置为对散热片146产生气流。

针对风扇148安装有编码器152(图7)。编码器152检测风扇148的旋转体的转速，并将与转速有关的数据发送到控制部156。

温度检测部154具有热电偶或者铂测温电阻体等，该温度检测部154安装于主体部102。温度检测部154对配置有该温度检测部154的部位的温度进行检测，并将与温度有关的数据发送到控制部156。

冷却剂循环装置38具有配置于流路144a的旋转体(未图示)和使该旋转体旋转的电动机158(图7)。电动机158例如为伺服电动机，根据来自控制部156的指令驱动旋转体使之旋转。通过这样，冷却剂循环装置38使被封入到循环路径144内的流体产生压力变动，从而使流体在循环路径144内循环。

针对冷却剂循环装置38安装有编码器160(图7)。编码器160检测冷却剂循环装置38的旋转体的转速，并将与转速有关的数据发送到控制部156。

控制部156具有CPU和存储部(均未图示)等，对风扇电动机150以及冷却剂循环装置38的电动机158的动作进行控制。控制部156能够安装于主体部102。

在本实施方式中，控制部156基于由温度检测部154检测出的温度来控制风扇148的转速。此外，在后文中叙述该动作。

接着，参照图8来说明一个实施方式所涉及的激光加工系统170。激光加工系统170具备激光振荡器172和光纤中继单元180。

激光振荡器172具有与上述的激光振荡器10相同的谐振器部12、光束组合器14、第一光纤16以及温度调整装置20。在激光振荡器172上连接有冷却剂供给管174。

另外，冷却剂供给管174连接于设置在激光振荡器172的外部的冷却剂供给装置176。冷却剂供给装置176经由冷却剂供给管174向形成于激光振荡器172的内部的冷却剂流路(未图示)供给冷却剂，来对激光振荡器172进行冷却。

接着，参照图7和图9来说明光纤中继单元180。光纤中继单元180将在激光振荡器172的第一光纤16中传输来的激光向第二光纤18中继。

光纤中继单元180在以下方面与上述的光纤中继单元60不同。即，光纤中继单元180还具备风扇148、温度检测部154以及控制部156。

在本实施方式中，风扇148与散热片67邻接配置。风扇148被配置为对散热片67产生气流。另外，温度检测部154安装于主体部62。

控制部156基于由温度检测部154检测出的温度来控制风扇148的转速。控制部156能够安装于主体部62。

接着，参照图7和图10来对光纤中继单元100、180的动作进行说明。在控制部156从使用者、上级控制器或激光加工程序等接收到动作指令时，开始图10所示的流程。

在步骤S1中，控制部156启动冷却剂循环装置38。具体地说，控制部156向电动机158发送旋转指令，使冷却剂循环装置38的旋转体以预先决定的转速P₀进行旋转。由此，被封入到循环路径144、64内的流体流动而在循环路径144、64内循环。

在步骤S2中，控制部156获取冷却剂循环装置38的转速P。具体地说，控制部156向编码器160发送指令来检测冷却剂循环装置38的旋转体的转速P。控制部156从编码器160获取与转速P有关的数据。

在步骤S3中，控制部156判定在步骤S2中获取到的转速P是否小于预先决定的转速的阈值P₁(即，P<P₁)。

该阈值P₁是能够推测为冷却剂循环装置38正在正常地动作的转速P的下限值(0<P₁<P₀)，由使用者预先决定并被存储于控制部156的存储部。作为一例，阈值P₁被设定为在步骤S1中被发送到电动机158的旋转指令P₀的50％。

在控制部156判定为P<P₁(即“是”)的情况下，进入步骤S4。另一方面，在控制部156判定为P≥P₁(即“否”)的情况下，进入步骤S5。

在步骤S4中，控制部156生成警告信号。例如，控制部156以“冷却剂循环装置的动作存在异常”这样的图像或声音的形式生成警告信号。然后，控制部156向显示部或扬声器(未图示)发送所生成的警告信号，并经由显示部或扬声器向使用者通知警告。

这样，在本实施方式中，控制部156通过步骤S2和S3来监视冷却剂循环装置38的转速P，在旋转动作存在异常的情况下(在步骤S3中为“是”)，在步骤S4中向使用者发出警告。因而，控制部156具有作为监视冷却剂循环装置38的动作的循环装置监视部190(图7)的功能。

在步骤S5中，控制部156获取光纤中继单元100、180的温度T。具体地说，控制部156向温度检测部154发送指令来检测光纤中继单元100、180的温度T。控制部156从温度检测部154获取与温度T有关的数据。

在步骤S6中，控制部156判定在步骤S5中获取到的温度T是否低于预先决定的温度的阈值T₁(即T<T₁)。该阈值T₁是无需使风扇148进行动作的、光纤中继单元100、180的温度的下限值，由使用者预先决定并被存储于控制部156的存储部。

在控制部156判定为T<T₁(即“是”)的情况下，进入步骤S7。另一方面，在控制部156判定为T≥T₁(即“否”)的情况下，进入步骤S8。

在步骤S7中，控制部156将风扇148的转速R控制为零。具体地说，控制部156向风扇电动机150发送指令来使风扇电动机150停止旋转。

在步骤S8中，控制部156执行风扇148的动作方案。参照图11来说明该步骤S8。

在步骤S8开始后，在步骤S21中，控制部156判定在最近执行的步骤S5中获取到的温度T是否为上述的阈值T₁以上且小于预先决定的温度的阈值T₂(即T₁≤T<T₂)。该阈值T₂被使用者预先决定为大于阈值T₁的值，并被存储于控制部156的存储部。

在控制部156判定为T₁≤T<T₂(即“是”)的情况下，进入步骤S22。另一方面，在控制部156判定为T₂≤T(即“否”)的情况下，进入步骤S23。

在步骤S22中，控制部156以第一转速R₁驱动风扇148。具体地说，控制部156生成与第一转速R₁相当的第一旋转指令并向风扇电动机150发送该第一旋转指令。风扇电动机150按照第一旋转指令来以第一转速R₁驱动风扇148的旋转体使之旋转。

在步骤S23中，控制部156判定在最近执行的步骤S5中获取到的温度T是否为上述阈值T₂以上且小于预先决定的温度的阈值T₃(即T₂≤T<T₃)。该阈值T₃被使用者预先决定为大于阈值T₂的值，并被存储于控制部156的存储部。

在控制部156判定为T₂≤T<T₃(即“是”)的情况下，进入步骤S24。另一方面，在控制部156判定为T₃≤T(即“否”)的情况下，进入步骤S25。

在步骤S24中，控制部156以第二转速R₂(>R₁)驱动风扇148。具体地说，控制部156生成与第二转速R₂相当的第二旋转指令并向风扇电动机150发送该第二旋转指令。风扇电动机150按照第二旋转指令来以第二转速R₂驱动风扇148的旋转体使之旋转。

在步骤S25中，控制部156以第三转速R₃(>R₂)驱动风扇148。具体地说，控制部156生成与第三转速R₃相当的第三旋转指令并向风扇电动机150发送该第三旋转指令。

风扇电动机150按照第三旋转指令来以第三转速R₃驱动风扇148的旋转体使之旋转。作为一例，第三转速R₃被设定为风扇148的最大容许转速。

这样，在本实施方式中，控制部156在步骤S21～S25中使风扇148以与由温度检测部154检测出的温度T相应的转速进行动作。因而，控制部156具有作为基于由温度检测部154检测出的温度T来控制风扇148的风扇控制部192(图7)的功能。

在步骤S26中，控制部156获取风扇148的转速R。具体地说，控制部156向编码器152发送指令来检测风扇148的旋转体的转速R，并从编码器152获取与转速R有关的数据。

在步骤S27中，控制部156判定在步骤S26中获取到的转速R是否小于预先决定的转速的阈值R₄(即R<R₄)。

该阈值R₄是能够推测为风扇148正在正常地动作的转速R的下限值，该阈值R₄由使用者预先决定并被存储于控制部156的存储部。作为一例，阈值R₄被设定为在步骤S22、S24或者S25中控制部156向风扇电动机150发送的旋转指令R₁、R₂或R₃的50％的值。

在控制部156判定为R<R₄(即“是”)的情况下，进入步骤S28。另一方面，在控制部156判定为R≥R₄(即“否”)的情况下，进入图10中的步骤S9。

在步骤S28中，控制部156生成警告信号。例如，控制部156以“风扇的动作存在异常”这样的图像或者声音的形式生成警告信号。然后，控制部156向显示部或扬声器(未图示)发送所生成的警告信号，并经由该显示部或该扬声器向使用者通知警告。

这样，在本实施方式中，控制部156通过步骤S26和S27来监视风扇148的转速R，在旋转动作存在异常的情况下(在步骤S27中为“是”)，通过步骤S28向使用者发送警告。因而，控制部156具有作为监视风扇148的动作的风扇监视部194(图7)的功能。

再次参照图10，在步骤S9中，控制部156判定是否从使用者、上级控制器或激光加工程序等接收到动作停止指令。

在控制部156判定为接收到动作停止指令(即“是”)的情况下，进入步骤S10。另一方面，在控制部156判定为没有接收到动作停止指令(即“否”)的情况下，返回步骤S2。

在步骤S10中，控制部156与上述的步骤S7同样地将风扇148的转速R控制为零。

在步骤S11中，控制部156使冷却剂循环装置38停止。具体地说，控制部156向电动机158发送指令来使冷却剂循环装置38的电动机158停止。然后，控制部156结束图10所示的流程。

如上所述，在光纤中继单元100、180中，循环路径144、64构成为封闭的流路，因此能够通过使冷却剂循环装置38进行动作来使冷却剂在光纤中继单元100、180内循环。

根据该结构，无需从外部设备(冷却剂供给装置)向循环路径144、64供给冷却剂，因此也无需对循环路144、64设置用于连接冷却剂供给管的接头部。

因而，能够排除由于从该接头部卸下冷却剂供给管的操作或该接头部与冷却剂供给管之间的安装不良等而导致冷却剂漏出的可能性。

另外，在光纤中继单元100、180中，使用散热片146、67、69和风扇148以所谓的气冷式从在循环路径144、64内流动的冷却剂散热。根据该结构，光纤中继单元100、180的结构构件的温度不会降至露点以下，因此能够防止在光纤中继单元100、180的结构构件上产生结露。

另外，在光纤中继单元100、180中，控制部156检测光纤中继单元100、180的温度T，并使风扇148以与温度T相应的转速进行动作(步骤S21～S25)。根据该结构，能够使风扇148的工作效率最优化，因此能够抑制电力消耗。

另外，在光纤中继单元100、180中，控制部156监视风扇148的动作，在检测到风扇148的动作存在异常时(在步骤S27中为“是”)，向使用者警告该异常(步骤S28)。

根据该结构，例如在发生了由于灰尘等异物附着于风扇148的旋转体而阻碍了该旋转体的旋转等故障时，使用者能够自动且直观地识别该故障，其结果是，能够迅速采取更换或修理风扇148之类的对策。

另外，在光纤中继单元100、180中，控制部156监视冷却剂循环装置38的动作，在检测到该冷却剂循环装置38的动作存在异常时(在步骤S3中为“是”)，向使用者警告该异常(步骤S4)。

根据该结构，例如在发生了异物附着于冷却剂循环装置38的旋转体而阻碍了该旋转体的旋转等故障时，使用者能够自动且直观地识别该故障，其结果是，能够迅速采取更换或修理冷却剂循环装置38之类的对策。

另外，在光纤中继单元100中，在遮挡单元104、106和108的结构要素(即冷却套120、126、130)设置有冷却剂积存部。根据该结构，能够有效地去除由于射入到反射镜116、122、128的激光A而在该反射镜116、122、128产生的热。

另外，在光纤中继单元100中，循环路径144的流路144h形成为通过聚光透镜110、112以及114的附近。根据该结构，能够有效地去除由于射入到聚光透镜110、112以及114的激光而在该聚光透镜110、112以及114产生的热。

接着，参照图12和图13来说明其它实施方式所涉及的激光加工系统200。激光加工系统200是直接二极管激光器(DDL，Direct Diode Laser)加工系统，具备激光振荡器172、光纤中继单元180以及激光振荡器控制部202。

激光振荡器控制部202对激光振荡器172的激光生成动作进行控制。具体地说，激光振荡器控制部202向该激光振荡器172发送激光输出指令、频率指令或占空比指令等与要从激光振荡器172射出的激光的激光功率有关的指令。

激光振荡器控制部202与光纤中继单元180的控制部156以能够通信的方式相连接。控制部156和激光振荡器控制部202一边彼此通信，一边对工件(未图示)执行激光加工处理。

接着，参照图13～图15来说明激光加工系统200的动作。在激光振荡器控制部202从使用者、上级控制器或激光加工程序等接收到激光加工指令时，开始图14所示的流程。

在步骤S31中，控制部156与上述的步骤S1同样地向冷却剂循环装置38的电动机158发送旋转指令，来使冷却剂循环装置38以转速P₀进行旋转。由此，被封入到光纤中继单元180的循环路径64(图9)内的流体流动而在循环路径64内循环。

在步骤S32中，激光振荡器控制部202生成激光。具体地说，激光振荡器控制部202按照上述的激光加工指令向激光振荡器172发送与要从激光振荡器172射出的激光的激光功率有关的指令(激光振荡指令)。

具体地说，激光振荡器控制部202向激光振荡器172发送连续振荡(CW)的激光输出指令、脉冲振荡(PW)的频率指令或占空比指令。激光振荡器172按照从激光振荡器控制部202接收到的指令来生成激光，并将该激光经由第一光纤16输出到光纤中继单元180。

光纤中继单元180将从激光振荡器172输出的激光中继到第二光纤18中。然后，激光经由第二光纤18传送到激光加工头(未图示)，再从该激光加工头照射到工件W。由此，按照激光加工指令对工件进行激光加工。

在步骤S33中，控制部156从该激光振荡器控制部202获取在步骤S32中激光振荡器控制部202向激光振荡器172发送的指令。具体地说，控制部156从激光振荡器控制部202获取向激光振荡器172发送的激光输出指令、频率指令或占空比指令。

在步骤S34中，控制部156基于在步骤S33中获取到的指令而求出从激光振荡器172射出的激光的激光功率W。

作为一例，在步骤S32中发出了连续振荡(CW)的激光输出指令(例如5kW)的情况下，激光输出指令与从激光振荡器172射出的激光的激光功率大致一致。

因而，在该情况下，控制部156将在步骤S33中获取到的激光输出指令(例如5kW)作为从激光振荡器172射出的激光的激光功率W来存储到控制部156的存储部中。

另外，作为其它例子，控制部156在通过步骤S33获取到频率指令或占空比指令的情况下，根据频率指令或占空比指令来计算激光功率的平均值。控制部156将计算出的平均值作为从激光振荡器172射出的激光的激光功率W来存储到控制部156的存储部中。

在步骤S35中，控制部156与上述的步骤S2同样地经由编码器160来获取冷却剂循环装置38的旋转体的转速P。

在步骤S36中，控制部156作为循环装置监视部190(图13)发挥功能，与上述的步骤S3同样地判定是否为P<P₁。在控制部156判定为P<P₁(即“是”)的情况下，进入步骤S37。另一方面，在控制部156判定为P≥P₁(即“否”)的情况下，进入步骤S38。

在步骤S37中，控制部156与上述的步骤S4同样地，例如以“冷却剂循环装置的动作存在异常”这样的图像或者声音的形式生成警告信号。然后，控制部156经由显示部或扬声器(未图示)向使用者通知警告。

在步骤S38中，控制部156执行风扇148的动作方案。参照图15来说明该步骤S38。

在步骤S38开始后，在步骤S51中，控制部156判定在最近执行的步骤S34中求出的激光功率W是否小于预先决定的激光功率的阈值W₁(即W<W₁)。该阈值W₁是无需使风扇148进行动作的激光功率W的下限值，由使用者预先决定，并被存储于控制部156的存储部。

在控制部156判定为W<W₁(即“是”)的情况下，进入步骤S52。另一方面，在控制部156判定为W≥W₁(即“否”)的情况下，进入步骤S53。

在步骤S52中，与上述的步骤S7同样地，控制部156将风扇148的转速R控制为零。

在步骤S53中，控制部156判定在最近执行的步骤S34中求出的激光功率W是否为上述的阈值W₁以上且小于预先决定的激光功率的阈值W₂(即W₁≤W<W₂)。该阈值W₂被使用者预先决定为大于阈值W₁的值，并被存储于控制部156的存储部。

在控制部156判定为W₁≤W<W₂(即“是”)的情况下，进入步骤S54。另一方面，在控制部156判定为W₂≤W(即“否”)的情况下，进入步骤S55。

在步骤S54中，控制部156与上述的步骤S22同样地生成与第一转速R₁相当的第一旋转指令并向风扇电动机150发送该第一旋转指令，来以第一转速R₁驱动风扇148使之旋转。

在步骤S55中，控制部156判定在最近执行的步骤S34中求出的激光功率W是否为上述的阈值W₂以上且小于预先决定的激光功率的阈值W₃(即W₂≤W<W₃)。该阈值W₃被使用者预先决定为大于阈值W₂的值，并被存储于控制部156的存储部。

在控制部156判定为W₂≤W<W₃(即“是”)的情况下，进入步骤S56。另一方面，在控制部156判定为W₃≤W(即“否”)的情况下，进入步骤S57。

在步骤S56中，控制部156与上述的步骤S24同样地生成与第二转速R₂相当的第二旋转指令并向风扇电动机150发送该第二旋转指令，来以第二转速R₂驱动风扇148使之旋转。

在步骤S57中，控制部156与上述的步骤S25同样地生成与第三转速R₃相当的第三旋转指令并向风扇电动机150发送该第三旋转指令，来以第三转速R₃驱动风扇148使之旋转。

这样，在本实施方式中，控制部156在步骤S34中基于从激光振荡器控制部202向激光振荡器172发送的指令而求出激光功率W，在步骤S51～S57中使风扇148以与激光功率W相应的转速进行动作。

因而，控制部156具有作为基于从激光振荡器控制部202向激光振荡器172发送的指令来控制风扇148的风扇控制部204(图13)的功能。

在步骤S58中，控制部156与上述的步骤S26同样地经由编码器152来获取风扇148的转速R。

在步骤S59中，控制部156作为风扇监视部194(图13)发挥功能，与上述的步骤S27同样地判定是否为R<R₄。

在控制部156判定为R<R₄(即“是”)的情况下，进入步骤S60。另一方面，在控制部156判定为R≥R₄(即“否”)的情况下，进入图14中的步骤S39。

在步骤S60中，控制部156与上述的步骤S28同样地，例如以“风扇的动作存在异常”这样的图像或者声音的形式生成警告信号。然后，控制部156经由显示部或扬声器向使用者通知警告后进入图14中的步骤S40。

再次参照图14，在步骤S39中，控制部156与上述的步骤S9同样地判定是否接收到动作停止指令。在控制部156判定为接收到动作停止指令(即“是”)的情况下，进入步骤S40。另一方面，在控制部156判定为没有接收到动作停止指令(即“否”)的情况下，返回步骤S32。

在步骤S40中，控制部156与上述的步骤S52同样地将风扇148的转速R控制为零。

在步骤S41中，控制部156与上述的步骤S11同样地向冷却剂循环装置38的电动机158发送指令来使冷却剂循环装置38的电动机158停止。然后，控制部156结束图14所示的流程。

在本实施方式中，控制部156使风扇148以与从激光振荡器172输出的激光的激光功率W相应的转速进行动作(步骤S51～S57)。根据该结构，能够将风扇148的工作效率最优化，因此能够抑制电力消耗。

此外，在上述的实施方式中，控制部156被设置为与激光振荡器控制部202相分别的要素。然而，控制部156也可以被装入到激光振荡器控制部202中。在该情况下，激光振荡器控制部202担任作为控制部156的功能。

另外，也可以在上述的循环路径36、54、64以及144中形成用于更换或注入冷却剂的端口。在该情况下，在光纤中继单元30、50、60、100、180工作时，该端口通过盖构件而被封闭。

另外，也可以是，还设置能够确认循环路径36、54、64以及144内的冷却剂的液量的指示器。

另外，也可以设置用于检测电动机150、158的阻抗的阻抗检测部来替代上述的编码器152、160。在此，在由于故障而阻碍了电动机150、158的旋转的情况下，电动机150、158的阻抗发生变动。因而，控制部156能够基于由阻抗检测部检测出的阻抗来检测电动机150、158的故障。

例如，控制部156在上述的步骤S2中从阻抗检测部获取电动机158的阻抗Z。接着，在步骤S3中控制部156判定所获取到的阻抗Z是否与预先决定的阻抗的阈值Z₁不同(例如差|Z-Z₁|为阈值以上)。

或者，控制部156在上述的步骤S26中从阻抗检测部获取风扇电动机150的阻抗Z。接着，在步骤S27中，控制部156判定所获取到的阻抗Z是否与预先决定的阻抗的阈值Z₂不同(例如差|Z-Z₂|为阈值以上)。通过这样的方案，能够探测电动机150、158的动作异常。

另外，在图6和图9所示的实施方式中，也可以将温度检测部154设置于除主体部102、62以外的要素。例如，在图6所示的实施方式中，也可以将温度检测部154设置于连接器部132、134或136、遮挡单元104、106或108的结构要素(例如冷却套120、126以及130)、或者散热片146。

另外，在图9所示的实施方式中，也可以将温度检测部154设置于连接器部40或42、或者散热片67或69。另外，也可以设置多个温度检测部。

另外，能够在图6所示的实施方式中应用图2和图3所示的循环路径36、54。另外，也能够将图2～图4、图6以及图8的实施方式的特征进行组合。

例如，也能够在图4所示的光纤中继单元60的主体部62中形成图1所示的循环路径36。在该情况下，光纤中继单元60能够具备使循环路径36内的冷却剂循环的第一冷却剂循环装置和使循环路径64内的冷却剂循环的第二冷却剂循环装置。这样，光纤中继单元能够具备多个循环路径和多个冷却剂循环装置。

在图5所示的实施方式中，也能够将对激光振荡器70的激光生成动作进行控制的激光振荡器控制部与光纤中继单元100的控制部156以能够通信的方式连接，来执行图14和图15所示的动作流程。

在该情况下，光纤中继单元100的控制部156在上述的步骤S34中基于从激光振荡器控制部向激光振荡器70发送的指令而求出激光功率W，在上述的步骤S51～S57中，使风扇148以与激光功率W相应的转速进行动作。

此外，也可以针对上述的循环路径36、54、64、144设置泄压阀(relief valve)。泄压阀是根据循环路径36、54、64、144内的冷却剂的压力进行开闭的压力调整阀。

泄压阀能够防止以下情况：在使光纤中继单元长期停止等情况下，冷却剂发生气化而循环路径36、54、64、144内的压力异常地上升，由此循环路径36、54、64、144发生破损。

另外，也可以通过与主体部或连接器部相分别地设置的管来划定上述的流路64a、64e、144b、144d、144f、144i、144k、144m、144o以及144q。

另外，散热片67、69、146只要能够冷却光纤中继单元的结构要素即可，可以设置在任何位置。

以上，通过发明的实施方式说明了本发明，但上述的实施方式并不用于限定权利要求书所涉及的发明。另外，将本发明的实施方式中所说明的特征进行组合而得到的方式也能够包括在本发明的技术范围内，但这些特征的组合未必全部是发明的解决手段所必须的。并且，能够对上述的实施方式施加各种变更或改进，这对本领域技术人员而言也是显而易见的。

另外，关于在权利要求书、说明书以及附图中示出的装置、系统、程序和方法中的动作、过程、步骤、工序以及阶段等各处理的执行顺序，没有特别明示“在……之前”、“先于……”等，另外，应该留意的是，只要不是在后面的处理中使用前面的处理的输出，就能够以任意的顺序来实现。关于权利要求书、说明书以及附图中的动作流程，虽然为了便于说明而使用“首先，”、“接着，”、“接下来”等进行了说明，但并不意味着必须以该顺序实施。

Claims

1.一种光纤中继单元，接收激光并将该激光向光纤进行中继，该光纤中继单元具备：

封闭的循环路径，其用于使冷却剂循环，该冷却剂用于去除由于在所述光纤中继单元中传输的激光而在该光纤中继单元中产生的热；以及

冷却剂循环装置，其使所述冷却剂在所述循环路径中流动，从而使所述冷却剂在所述循环路径中循环。

2.根据权利要求1所述的光纤中继单元，其特征在于，

还具备主体部，该主体部用于保持对激光进行会聚的光学构件，

通过形成于所述主体部的孔或安装于所述主体部的管来划定所述循环路径。

3.根据权利要求1或2所述的光纤中继单元，其特征在于，

还具备散热片，该散热片与所述循环路径邻接配置。

4.根据权利要求1～3中的任一项所述的光纤中继单元，其特征在于，

还具备风扇，该风扇产生用于从所述光纤中继单元去除热的气流。

5.根据权利要求4所述的光纤中继单元，其特征在于，还具备：

温度检测部，其检测所述光纤中继单元的温度；以及

风扇控制部，其基于由所述温度检测部检测出的温度来控制所述风扇。

6.根据权利要求4所述的光纤中继单元，其特征在于，

还具备风扇控制部，该风扇控制部基于由激光振荡器控制部向激光振荡器发送的激光振荡指令来控制所述风扇。

7.根据权利要求4～6中的任一项所述的光纤中继单元，其特征在于，

还具备风扇监视部，该风扇监视部监视所述风扇的动作。

8.根据权利要求1～7中的任一项所述的光纤中继单元，其特征在于，

还具备循环装置监视部，该循环装置监视部监视所述冷却剂循环装置的动作。