CN107052574A

CN107052574A - 激光加工头

Info

Publication number: CN107052574A
Application number: CN201611027546.1A
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: 2017-08-18
Anticipated expiration: 2036-11-17
Also published as: DE102016121318A1; US20170136581A1; US10543568B2; JP6407841B2; JP2017094339A; CN107052574B; DE102016121318B4

Abstract

一种能够防止冷却剂从流路或冷却剂供给管漏出的激光加工头。激光加工头具备：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激光加工头中传输的激光而在该激光加工头中产生的热；以及冷却剂循环装置，其使冷却剂在循环路径中流动，从而使该冷却剂在该循环路径中循环。

Description

激光加工头

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激光加工头。

背景技术

已知一种为了将激光加工头冷却而使冷却水等冷却剂在设置于该激光加工头的流路内流动的技术(例如日本特开平9-277074号公报)。

以往，需要将从设置于激光加工头的外部的冷却剂供给装置延伸出的冷却剂供给管连接于上述流路，来从冷却剂供给装置经由该冷却剂供给管向流路内供给冷却剂。

在这种激光加工头中存在以下情况：在为了维护激光加工头等而进行了从流路卸下冷却剂供给管等动作的情况下，冷却剂从流路或冷却剂供给管漏出，附着于激光加工头的结构要素而污染光学构件。

另外，以往，为了防止在进行冷却时产生结露，需要监视大气温度、湿度以及冷却剂温度来进行控制。另外，激光加工头多数情况下是可动的，在从外部导入冷却剂的情况下，需要一种用于避免冷却剂供给管等构件由于弯折、疲劳而发生损坏等的铺设方法和材质。

发明内容

将激光会聚后照射到工件上的激光加工头具备：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激光加工头中传输的激光而在该激光加工头中产生的热；以及冷却剂循环装置，其使冷却剂在循环路径中流动，从而使该冷却剂在该循环路径中循环。

也可以是，激光加工头还具备主体部，该主体部用于保持对光进行会聚的光学构件。通过形成于主体部的孔或安装于主体部的管来划定循环路径。

也可以是，激光加工头还具备散热片，该散热片与循环路径邻接配置。也可以是，激光加工头还具备风扇，该风扇产生用于从激光加工头去除热的气流。

也可以是，激光加工头还具备：温度检测部，其检测激光加工头的温度；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，激光加工头还具备风扇控制部，该风扇控制部基于为了使激光振荡器生成激光而由激光振荡器控制部向该激光振荡器发送的指令来控制风扇。

也可以是，激光加工头还具备风扇监视部，该风扇监视部监视风扇的动作。也可以是，激光加工头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

通过参照附图来说明以下的优选实施方式，本发明的上述或其它目的、特征以及优点会进一步变得明确。

图1是本发明的一个实施方式所涉及的激光加工头的图。

图2是将图1所示的激光加工头在图1中的II-II处切断后从轴向上方(即，图1的纸面上方)观察到的截面图。

图3是其它实施方式所涉及的激光加工头的图。

图4是将图3所示的激光加工头在图3中的IV-IV处切断后从轴向上方(即，图3的纸面上方)观察到的截面图。

图5是另一实施方式所涉及的激光加工头的图，并且用截面图示出了循环路径。

图6是另一实施方式所涉及的激光加工头的图。

图7是图6所示的激光加工头的框图。

图8是表示图6所示的激光加工头的动作流程的一例的流程图。

图9是表示图8中的步骤S8的流程的一例的流程图。

图10是本发明的一个实施方式所涉及的激光加工系统的图。

图11是图10所示的激光加工系统的框图。

图12是表示图10所示的激光加工系统的动作流程的一例的流程图。

图13是表示图12中的步骤S38的流程的一例的流程图。

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和图2对本发明的一个实施方式所涉及的激光加工头10进行说明。

此外，在以下的说明中，轴向表示沿着在激光加工头10内传输的激光的光轴O的方向。另外，周向表示以光轴O为中心的圆的圆周方向，径向表示以光轴O为中心的圆的半径方向。

激光加工头10经由光纤A而与激光振荡器(未图示)光学连接，来接收从该激光振荡器射出的激光，并将接收到的该激光会聚后向工件W照射。

激光加工头10具备连接部12、主体部14、光学构件16、喷嘴18、循环路径20以及冷却剂循环装置22。连接部12上连接有光纤A。连接部12接收在光纤A内传输的激光，并朝向光学构件16引导该激光。

主体部14是中空构件，在其内部划定有激光的光路。主体部14保持着光学构件16。光学构件16例如具有聚焦透镜等，光学构件16配置于在主体部14的内部划定出的激光的光路上。光学构件16将从连接部12传输来的激光会聚，并朝向喷嘴18引导该激光。

喷嘴18朝向工件W射出由光学构件16会聚后的激光。利用这样照射到工件W上的激光，来对工件W进行激光加工。

循环路径20是用于使液体或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14的孔来划定循环路径20，该循环路径20以包围光学构件16的方式沿周向延伸。冷却剂例如包括水、长效冷却剂、或添加有抗腐蚀材料的溶液。

冷却剂循环装置22例如是电动泵，具有配置于循环路径20的旋转体和使该旋转体旋转的电动机。冷却剂循环装置22使被封入到循环路径20内的流体产生压力变动，从而使循环路径20内的流体流动。由此，冷却剂在循环路径20内循环。

这样，循环路径20是如下的封闭流路：不用与设置在激光加工头10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20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。

当通过连接部12从光纤A接收激光时，激光中包含的散射光入射到该连接部12而被吸收。由此，连接部12发热。另外，入射到光学构件16的激光被该光学构件16吸收，该光学构件16发热。

这样，激光加工头10的结构构件由于在该激光加工头内的光路中传输的激光而发热。为了去除这样产生的热，在循环路径20内封入冷却剂，并通过冷却剂循环装置22使该冷却剂在循环路径20内循环。

接着，参照图3和图4对本发明的其它实施方式所涉及的激光加工头30进行说明。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附图标记，并省略详细的说明。

激光加工头30具备连接部12、主体部32、光学构件16、喷嘴18、循环路径34以及冷却剂循环装置22。与上述循环路径20同样地，循环路径34是用于使冷却剂循环的封闭的流路。

在本实施方式中，通过安装于主体部32的周围的、与该主体部32相分离地设置的管来划定循环路径34。循环路径34以包围光学构件16的方式沿周向延伸。冷却剂循环装置22使被封入到循环路径34内的流体循环。

接着，参照图5对本发明的另一实施方式所涉及的激光加工头40进行说明。激光加工头40具备连接部12、主体部32、光学构件16、喷嘴18、循环路径42以及冷却剂循环装置22。

与上述循环路径20、34同样地，循环路径42是用于使冷却剂循环的封闭的流路。在本实施方式中，通过安装于连接部12的周围的、与该连接部12相分离地设置的管来划定循环路径42。

循环路径42在连接部12的径向外侧的位置处沿周向延伸。冷却剂循环装置22使被封入到循环路径42内的流体循环。此外，也可以通过形成于连接部12的孔来划定循环路径42。

在上述激光加工头10、30、40中，循环路径20、34、42构成为封闭的流路。因而，通过使冷却剂循环装置22进行动作来使冷却剂在激光加工头10、30、40内循环，由此能够去除在激光加工头10、30、40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20、34、42供给冷却剂，因此也无需对循环路径20、34、42设置用于连接从外部设备延伸的冷却剂供给管等构件的接头部。

因而，能够排除由于从该接头部卸下冷却剂供给管的作业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。由此，能够可靠地防止由于冷却剂的漏出而污染光学构件16等构件。

另外，不用从外部设备向循环路径20、34、42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(例如温度、pH值)。另一方面，使用者通过定期地更换循环路径20、34、42内的冷却剂能够容易地管理冷却剂的质量。

另外，循环路径20和34以包围光学构件16的方式配置，循环路径42以包围连接部12的方式配置。根据该结构，能够有效地冷却因在激光加工头10、30、40内传输的激光而容易发热的部分。

接着，参照图6和图7对另一实施方式所涉及的激光加工头50进行说明。激光加工头50具备连接部52、主体部54、光学构件16、喷嘴18、循环路径56、冷却剂循环装置22、散热片57、风扇60、温度检测部62以及控制部64。

控制部64具有CPU和存储部(均未图示)等，该控制部64直接或间接地控制激光加工头50的各结构要素。控制部64安装于主体部54。

连接部52接收在光纤A内传输的激光，并朝向光学构件16引导该激光。主体部54是中空构件，在其内部划定出激光的光路。主体部54保持着光学构件16。

循环路径56是用于使冷却剂循环的封闭的流路。在本实施方式中，通过形成于连接部52和主体部54的孔来划定循环路径56。

具体地说，循环路径56具有通过形成于连接部52的孔划定出的流路56a和通过形成于主体部54的孔划定出的流路56b。流路56a和56b彼此连通而形成封闭的循环路径56。

冷却剂循环装置22具有配置于循环路径56的旋转体(未图示)和使该旋转体旋转的电动机58(图7)。电动机58例如是伺服电动机，根据来自控制部64的指令来驱动旋转体使之旋转。

通过这样，冷却剂循环装置22使被封入到循环路径56内的流体产生压力变动，从而使流体在循环路径56内循环。

针对冷却剂循环装置22安装有编码器68(图7)。编码器68检测冷却剂循环装置22的旋转体的转速，并向控制部64发送与转速有关的数据。

散热片57安装在主体部54的外表面上。散热片57与流路56a的局部流路56c邻接配置，从在局部流路56c内流动的冷却剂散热。

风扇60与散热片57邻接配置。具体地说，风扇60具有具备多个叶片的旋转体(未图示)和使该旋转体旋转的风扇电动机66(图7)。风扇60被配置为产生通过散热片57的气流。

针对风扇60安装有编码器70(图7)。编码器70检测风扇60的旋转体的转速，并向控制部64发送与转速有关的数据。

温度检测部62具有热电偶或铂测温电阻体等，该温度检测部62安装于主体部54。温度检测部62对配置有该温度检测部62的部位的温度进行检测，并向控制部64发送与温度有关的数据。

接着，参照图8和图9对激光加工头50的动作进行说明。在控制部64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，开始进行图8所示的流程。

在步骤S1中，控制部64启动冷却剂循环装置22。具体地说，控制部64向电动机58发送旋转指令，使冷却剂循环装置22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56内的流体流动而在循环路径56内循环。

在步骤S2中，控制部64获取冷却剂循环装置22的转速P。具体地说，控制部64向编码器68发送指令来检测冷却剂循环装置22的旋转体的转速P。控制部64从编码器68获取与转速P有关的数据。

在步骤S3中，控制部64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22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64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58的旋转指令P₀的50％。

在控制部64判定为P<P₁(即“是”)的情况下，进入步骤S4。另一方面，在控制部64判定为P≥P₁(即“否”)的情况下，进入步骤S5。

在步骤S4中，控制部64生成警告信号。例如，控制部64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来生成警告信号。然后，控制部64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64通过步骤S2和S3来监视冷却剂循环装置22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中向使用者发送警告。因而，控制部64具有作为监视冷却剂循环装置22的动作的循环装置监视部72(图7)的功能。

在步骤S5中，控制部64获取激光加工头50的温度T。具体地说，控制部64向温度检测部62发送指令来检测激光加工头50的温度T。控制部64从温度检测部62获取与温度T有关的数据。

在步骤S6中，控制部64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60进行动作的、激光加工头50的温度的下限值，由使用者预先决定并被存储于控制部64的存储部。

在控制部64判定为T<T₁(即“是”)的情况下，进入步骤S7。另一方面，在控制部64判定为T≥T₁(即“否”)的情况下，进入步骤S8。

在步骤S7中，控制部64将风扇60的转速R控制为零。具体地说，控制部64向风扇电动机66发送指令来使风扇电动机66停止旋转。

在步骤S8中，控制部64执行风扇60的动作方案。参照图9来说明该步骤S8。

在步骤S8开始后，在步骤S21中，控制部64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64的存储部。

在控制部64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64判定为T₂≤T(即“否”)的情况下，进入步骤S23。

在步骤S22中，控制部64以第一转速R₁驱动风扇60。具体地说，控制部64生成与第一转速R₁相当的第一旋转指令并向风扇电动机66发送该第一旋转指令。风扇电动机66按照第一旋转指令来以第一转速R₁驱动风扇60的旋转体使之旋转。

在步骤S23中，控制部64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64的存储部。

在控制部64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64判定为T₃≤T(即“否”)的情况下，进入步骤S25。

在步骤S24中，控制部64以第二转速R₂(>R₁)驱动风扇60。具体地说，控制部64生成与第二转速R₂相当的第二旋转指令并向风扇电动机66发送该第二旋转指令。风扇电动机66按照第二旋转指令来以第二转速R₂驱动风扇60的旋转体使之旋转。

在步骤S25中，控制部64以第三转速R₃(>R₂)驱动风扇60。具体地说，控制部64生成与第三转速R₃相当的第三旋转指令并向风扇电动机66发送该第三旋转指令。

风扇电动机66按照第三旋转指令来以第三转速R₃驱动风扇60的旋转体使之旋转。作为一例，第三转速R₃被设定为风扇60的最大容许转速。

这样，在本实施方式中，控制部64在步骤S21～S25中使风扇60以与由温度检测部62检测出的温度T相应的转速进行动作。因而，控制部64具有作为基于由温度检测部62检测出的温度T来控制风扇60的风扇控制部74(图7)的功能。

在步骤S26中，控制部64获取风扇60的转速R。具体地说，控制部64向编码器70发送指令来检测风扇60的旋转体的转速R，并从编码器70获取与转速R有关的数据。

在步骤S27中，控制部64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60正在正常地动作的转速R的下限值，由使用者预先决定并被存储于控制部64的存储部。作为一例，阈值R₄被设定为在步骤S22、S24或S25中控制部64发送到风扇电动机66的旋转指令R₁、R₂或R₃的50％的值。

在控制部64判定为R<R₄(即“是”)的情况下，进入步骤S28。另一方面，在控制部64判定为R≥R₄(即“否”)的情况下，进入图8中的步骤S9。

在步骤S28中，控制部64生成警告信号。例如，控制部64以“风扇的动作存在异常”这样的图像或声音的形式来生成警告信号。然后，控制部64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64通过步骤S26和S27来监视风扇60的转速R，在旋转动作存在异常的情况下(在步骤S27中为“是”)，在步骤S28中向使用者发送警告。因而，控制部64具有作为监视风扇60的动作的风扇监视部76(图7)的功能。

再次参照图8，在步骤S9中，控制部64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64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64判定为没有接收到动作停止指令(即“否”)的情况下，返回到步骤S2。

在步骤S10中，控制部64与上述步骤S7同样地将风扇60的转速R控制为零。

在步骤S11中，控制部64使冷却剂循环装置22停止。具体地说，控制部64向电动机58发送指令来使冷却剂循环装置22的电动机58停止。然后，控制部64结束图8所示的流程。

在本实施方式中，循环路径56构成为封闭的流路，因此能够通过使冷却剂循环装置22进行动作来使冷却剂在激光加工头50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56供给冷却剂，因此也无需对循环路径56设置用于连接从外部设备延伸的冷却剂供给管等构件的接头部。

因而，能够排除从该接头部漏出冷却剂的可能性，因此能够可靠地防止由于冷却剂的漏出而污染光学构件16等构件。

另外，不用从外部设备向循环路径56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，温度、pH值)。另一方面，使用者通过定期地更换循环路径56内的冷却剂能够容易地管理冷却剂的质量。

另外，在本实施方式中，使用散热片57和风扇60以所谓的气冷式从在循环路径56内流动的冷却剂散热。根据该结构，激光加工头50的结构构件的温度不会降至露点以下，因此能够防止在激光加工头50的结构构件上发生结露。

另外，在本实施方式中，控制部64检测激光加工头50的温度T，并使风扇60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60的工作效率最优化，因此能够抑制电力消耗。

另外，在本实施方式中，控制部64监视风扇60的动作，在检测到风扇60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60的旋转体而阻碍了该旋转体的旋转的故障时，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60之类的对策。

另外，在本实施方式中，控制部64监视冷却剂循环装置22的动作，在检测到该冷却剂循环装置22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，例如在发生了由于灰尘等异物附着于冷却剂循环装置22的旋转体而阻碍了该旋转体的旋转的故障时，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22之类的对策。

接着，参照图10和图11对本发明的一个实施方式所涉及的激光加工系统80进行说明。激光加工系统80具备激光振荡器82、激光振荡器控制部84以及激光加工头100。

激光振荡器82例如是CO₂激光振荡器，具有输出镜86、后镜88以及放电管90，该激光振荡器82根据来自激光振荡器控制部84的指令来生成激光，并从输出镜86射出所生成的激光。

激光振荡器控制部84对激光振荡器82的激光生成动作进行控制。具体地说，激光振荡器控制部84向该激光振荡器82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82射出的激光的激光功率有关的指令。

激光加工头100经由至少由一个反射镜B形成的光路C而与激光振荡器82的输出镜86光学连接，接收从该输出镜86射出的激光，并将接收到的该激光会聚后向工件W照射。

激光加工头100具备连接部102、主体部104、光学构件16、喷嘴106、循环路径108、冷却剂循环装置22、散热片110、风扇60以及控制部112。

控制部112具有CPU和存储部(未图示)等，该控制部112安装于主体部104。控制部112直接或间接地控制激光加工头100的各结构要素。

在本实施方式中，控制部112和激光振荡器控制部84以能够相互通信的方式相连接。控制部112和激光振荡器控制部84一边相互通信，一边对工件W执行激光加工处理。

连接部102接收在光路C内传输的激光，并朝向光学构件16引导该激光。主体部104是中空构件，在其内部划定有激光的光路。主体部104保持着光学构件16。喷嘴106朝向工件W射出由光学构件16会聚后的激光。

循环路径108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108包括流路108a、流路108b、流路108c、流路108d、流路108e、流路108f、流路108g、流路108h以及冷却剂积存部108i和108j。

通过形成于连接部102的孔来划定流路108a。通过与连接部102相分离地设置的管来划定流路108b，该流路108b与流路108a及流路108c流体连接。

通过形成于散热片110的孔来划定流路108c。通过与主体部104相分离地设置的管来划定流路108d，流路108d与流路108c及流路108e流体连接。通过形成于主体部104的孔来分别划定流路108e和流路108g。

此外，在本实施方式中，针对流路108g设置有泄压阀(relief valve)109。泄压阀109是根据循环路径108内的冷却剂的压力进行打开和关闭的压力调整阀。

泄压阀109能够防止以下情况：在使激光加工系统80长期停止等情况下，冷却剂发生气化而循环路径108内的压力异常地上升，由此循环路径108发生破损。

通过形成于喷嘴106的孔来划定流路108f，该流路108f与流路108e及流路108g流体连接。通过与主体部104及连接部102相分离地设置的管来划定流路108h，该流路108h与流路108a及流路108g流体连接。这些流路108a～108h相互连通而形成封闭的循环路径108。

冷却剂积存部108i是形成于流路108g的中途的、具有比流路108g的等效直径大的等效直径(截面积)的区域，能够暂时积存在流路108g内流动的冷却剂。

另一方面，冷却剂积存部108j是形成于流路108e的中途的、具有比流路108e的等效直径大的等效直径(截面积)的区域，能够暂时积存在流路108e内流动的冷却剂。

这些冷却剂积存部108i和108j形成于因在激光加工头100内传输的激光而容易发热的部分。在本实施方式中，冷却剂积存部108i和108j配置在光学构件16的附近。此外，冷却剂积存部也可以形成于连接部102(例如流路108a的中途)。

散热片110安装在主体部104的外表面上。如上所述，在散热片110中形成有贯穿该散热片的孔，通过该孔来划定流路108c。

接着，参照图12和图13对激光加工系统80的动作进行说明。在激光振荡器控制部84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12所示的流程。

在步骤S31中，控制部112与上述步骤S1同样地向冷却剂循环装置22的电动机58发送旋转指令，来使冷却剂循环装置22以转速P₀进行旋转。由此，被封入到循环路径108内的流体流动而在循环路径108内循环。

在步骤S32中，激光振荡器控制部84生成激光。具体地说，激光振荡器控制部84按照上述激光加工指令向激光振荡器82发送与要从激光振荡器82射出的激光的激光功率有关的指令。

具体地说，激光振荡器控制部84向激光振荡器82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82按照从激光振荡器控制部84接收到的指令来生成激光，并从输出镜86射出该激光。

激光加工头100通过连接部102来接收从输出镜86射出的激光，并通过光学构件16会聚该激光。然后，激光加工头100从喷嘴106射出会聚后的激光，并向工件W照射该会聚后的激光。由此，按照激光加工指令对工件W进行激光加工。

在步骤S33中，控制部112从该激光振荡器控制部84获取在步骤S32中激光振荡器控制部84向激光振荡器82发送的指令。具体地说，控制部112从激光振荡器控制部84获取向激光振荡器82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112基于在步骤S33中获取到的指令而求出从激光振荡器82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82射出的激光的激光功率大致一致。

因而，在该情况下，控制部112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82射出的激光的激光功率W来存储到控制部112的存储部中。

另外，作为其它例，控制部112当在步骤S33中获取到频率指令或占空比指令的情况下，基于频率指令或占空比指令来计算激光功率的平均值。控制部112将计算出的平均值作为从激光振荡器82射出的激光的激光功率W来存储到控制部112的存储部中。

在步骤S35中，控制部112与上述的步骤S2同样地经由编码器68来获取冷却剂循环装置22的旋转体的转速P。

在步骤S36中，控制部112作为循环装置监视部72(图11)发挥功能，与上述步骤S3同样地判定是否为P<P₁。在控制部112判定为P<P₁(即“是”)的情况下，进入步骤S37。另一方面，在控制部112判定为P≥P₁(即“否”)的情况下，进入步骤S38。

在步骤S37中，控制部112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”这样的图像或声音的形式来生成警告信号。然后，控制部112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112执行风扇60的动作方案。参照图13来说明该步骤S38。

在步骤S38开始后，在步骤S51中，控制部112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由使用者预先决定并被存储于控制部112的存储部。

在控制部112判定为W<W₁(即“是”)的情况下，进入步骤S52。另一方面，在控制部112判定为W≥W₁(即“否”)的情况下，进入步骤S53。

在步骤S52中，与上述步骤S7同样地，控制部112将风扇60的转速R控制为零。然后，控制部进入图12的步骤S39。

在步骤S53中，控制部112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112的存储部。

在控制部112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112判定为W₂≤W(即“否”)的情况下，进入步骤S55。

在步骤S54中，控制部112与上述步骤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66发送该第一旋转指令，来以第一转速R₁驱动风扇60使之旋转。

在步骤S55中，控制部112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112的存储部。

在控制部112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112判定为W₃≤W(即“否”)的情况下，进入步骤S57。

在步骤S56中，控制部112与上述步骤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66发送该第二旋转指令，来以第二转速R₂驱动风扇60使之旋转。

在步骤S57中，控制部112与上述步骤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66发送该第三旋转指令，来以第三转速R₃驱动风扇60使之旋转。

这样，在本实施方式中，控制部112在步骤S34中基于从激光振荡器控制部84向激光振荡器82发送的指令而求出激光功率W，并在步骤S51～S57中使风扇60以与激光功率W相应的转速进行动作。

因而，控制部112具有作为基于从激光振荡器控制部84向激光振荡器82发送的指令来控制风扇60的风扇控制部114(图11)的功能。

在步骤S58中，控制部112与上述步骤S26同样地经由编码器70来获取风扇60的转速R。

在步骤S59中，控制部112作为风扇监视部76(图11)发挥功能，与上述步骤S27同样地判定是否为R<R₄。

在控制部112判定为R<R₄(即“是”)的情况下，进入步骤S60。另一方面，在控制部112判定为R≥R₄(即“否”)的情况下，进入图12中的步骤S39。

在步骤S60中，控制部112与上述步骤S28同样地，例如以“风扇的动作存在异常”这样的图像或声音的形式来生成警告信号。然后，控制部112经由显示部或扬声器向使用者通知警告后进入图12中的步骤S40。

再次参照图12，在步骤S39中，控制部112与上述步骤S9同样地判定是否接收到动作停止指令。

在控制部112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112判定为没有接收到动作停止指令(即“否”)的情况下，返回到步骤S32。

在步骤S40中，控制部112与上述步骤S52同样地将风扇60的转速R控制为零。

在步骤S41中，控制部112与上述步骤S11同样地向冷却剂循环装置22的电动机58发送指令来使冷却剂循环装置22的电动机58停止。然后，控制部112结束图12所示的流程。

在本实施方式中，循环路径108构成为封闭的流路。因而，与上述实施方式同样地，无需对循环路径108设置用于连接从外部设备延伸的冷却剂供给管的接头部。

因而，能够可靠地防止由于从该接头部卸下冷却剂供给管的作业或该接头部与冷却剂供给管之间的安装不良等而引起冷却剂漏出并由此导致光学构件16等构件被污染。

另外，由于不用从外部设备向循环路径108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，温度、pH值)。另一方面，使用者通过定期地更换循环路径108内的冷却剂能够容易地管理冷却剂的质量。

另外，使用散热片110和风扇60以所谓的气冷式从在循环路径108内流动的冷却剂散热。因而，能够防止在激光加工头100的结构构件上发生结露。

另外，在本实施方式中，控制部112使风扇60以与从激光振荡器82射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，能够使风扇60的工作效率最优化，因此能够抑制电力消耗。

此外，在本实施方式中，控制部112被设置为与激光振荡器控制部84相分别的要素。然而，控制部112也可以被装入到激光振荡器控制部84中。在该情况下，激光振荡器控制部84担任作为控制部112的功能。

另外，也可以在上述循环路径20、34、42、56、108中形成用于更换或注入冷却剂的端口。在该情况下，在激光加工头10、30、40、50、100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20、34、42、56、108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58、66的阻抗的阻抗检测部来替代上述编码器70、68。在此，在由于故障而阻碍了电动机58、66的旋转的情况下，电动机58、66的阻抗发生变动。因而，控制部64、112能够基于由阻抗检测部检测出的阻抗来检测电动机58、66的故障。

例如，控制部64在上述的步骤S2中从阻抗检测部获取电动机58的阻抗Z。接着，在步骤S3中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64在上述步骤S26中从阻抗检测部获取风扇电动机66的阻抗Z。接着，在步骤S27中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)。通过这种方案，能够检测电动机58、66的动作异常。

另外，在图6的实施方式中也可以设置多个温度检测部。在该情况下，可以将多个温度检测部中的至少一个温度检测部配置在因激光而容易发热的部分(例如，光学构件16的附近或连接部)。

另外，能够在图6或图10所示的实施方式中应用图1～图5所示的循环路径20、34、42。另外，也能够将图1～图5、图6以及图10的实施方式的特征进行组合。

例如，还能够在图10所示的激光加工头100的主体部104中形成图1所示的循环路径20。在该情况下，激光加工头100能够具备使循环路径20内的冷却剂循环的第一冷却剂循环装置和使循环路径108内的冷却剂循环的第二冷却剂循环装置。这样，激光加工头能够具备多个循环路径和多个冷却剂循环装置。

另外，也可以在图6所示的循环路径56的中途形成图10所示的冷却剂积存部108i、108j。

以上，通过发明的实施方式说明了本发明，但上述实施方式并非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含于本发明的技术范围，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，能够对上述实施方式实施多种变更或者改进，这对本领域技术人员而言也是显而易见的。

另外，应该留意的是，关于在权利要求书、说明书以及附图中示出的装置、系统、程序以及方法中的动作、过程、步骤、工序及阶段等各种处理的执行顺序，没有特别注明“在……之前”、“先于……”等，另外，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，但是并不意味着必须以该顺序来实施。

Claims

1.一种激光加工头，将激光会聚后照射到工件上，该激光加工头具备：

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激光加工头中传输的激光而在该激光加工头中产生的热；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，从而使该冷却剂在该循环路径中循环。

2.根据权利要求1所述的激光加工头，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所述的激光加工头，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中的任一项所述的激光加工头，其特征在于，

还具备风扇，该风扇产生用于从所述激光加工头去除热的气流。

5.根据权利要求4所述的激光加工头，其特征在于，还具备：

温度检测部，其检测所述激光加工头的温度；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所述的激光加工头，其特征在于，

还具备风扇控制部，该风扇控制部基于为了使激光振荡器生成所述激光而由激光振荡器控制部向该激光振荡器发送的指令来控制所述风扇。

7.根据权利要求4～6中的任一项所述的激光加工头，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中的任一项所述的激光加工头，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。