CN1106721A

CN1106721A - 激光切割机

Info

Publication number: CN1106721A
Application number: CN94116025A
Authority: CN
Inventors: 佐藤清; 小山内肇
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1993-09-27
Filing date: 1994-09-26
Publication date: 1995-08-16
Also published as: KR950008022A; US5756961A; DE4434504C2; TW245669B; US5637243A; DE4434504A1; KR0131710B1

Abstract

一激光切割机，包括一可沿X、Y和Z方面移动的切割头，还包括一激光振荡器，它输出的激光束借助若干反射镜被输送到切割头，并照射到安装在一带有上升式滚柱的平台面上的、或在一平台里的可伸缩转动的支承件上的工件上。机械零部件的安装位置和重心位置能得到最佳操纵性和平衡。在光学系统里的若干镜子包括第一反射镜，它是一精密可调的、进行圆偏振的镜子，还包括若干在后的反射镜，它们用来补偿任何产生的相位移动量。

Description

本发明涉及一种光扫描激光切割机，其中，切割头可移动切割-工件。

例如图19是显示一现有技术中的悬臂式光扫描激光切割机的简图，它公布在日本揭示实用新型公开SHO58-134289号上，而图20是它的平面图。在上述图中，Y臂1可在Y轴线方向上移动，Y轴线轨道2安装在带Y轴线轨道支座3的Y臂1的下面，该支座用来夹住Y轴线轨道2。激光束4通过切割头5聚集并被照射在工件6上。用来将激光束4反射到切割头5的反射镜7包括第一反射镜7a和第二反射镜7b。Y轴线伸缩软管8被用来覆盖光路的开口和Y臂1的驱动装置，而支撑板9被固定在Y轴线轨道支座3上以夹住Y臂1和它的驱动装置，并可在X轴线方向上移动。机器的成型部件还包括X轴线轨道10，安装在支撑板9的下面以夹住X轴线轨道10的X轴线轨道支座11，以及覆盖着X轴线方向驱动装置的X轴线伸缩软管12。最后，还有一夹持工件6的切割台13，支承所有上述部件的机座14，切割室15，以及输出激光束4的激光振荡器16。

操作时，Y臂1通过安装在它下面的Y轴线轨道2和安装在支撑板9上的Y轴线轨道支座3可沿Y轴线方向移动。支撑板9通过安装在机座14上的X轴线轨道10和安装在支撑板9下面的X轴线轨道支座11夹住Y臂和它的驱动装置，并可沿着X轴线方向运动。

与此同时，由激光振荡器16输出的激光束4被第一反射镜7a反射，第一反射镜7a位于Y臂1内并固定在支撑板9上（因此当Y臂1沿Y轴线方向移动时它不会动），接着由固定在Y臂1前端的第二反射镜7b反射，并被导向安装在第二反射镜7b下面的切割头5。激光束4由切割头5聚集后照射在工件6上，而工件6由固定在机座14上的切割台13所夹持。

此时，通过在Y轴线方向上移动Y臂1和同时在X轴线方向上移动支撑板9，切割头就可在X-Y平面的任何方向上移动，由此，工件6可被切割成任何想要的形状。

此外，Y伸缩软管8被固定在Y臂1的开口和驱动装置上，而X伸缩软管12被固定在X轴线方向的驱动装置上，以便防尘。

还有，Y臂的移动区域和整个切割区域都包容在切割室15内，从而提供了一个安全措施。

上述结构如图19所示，在现有技术的悬臂式光扫描激光切割机里，要移动切割头就必须移动Y臂本身，由于移动部件的重量较大，从而沿Y轴方向移动时的震动增加，使切割精度受到有害的影响。

还有，由于Y臂在Y轴线方向上的移动范围相当大，从而出现Y臂与人体或其它物体碰撞的可能性，由此形成安全问题。

为此，日本揭示专利公开SHO61-242782和日本揭示专利公开HEI5-77075公布了一种可解决上述问题的激光切割机，即这种激光切割机只有切割头沿Y轴线方向可移动地置于Y臂上，而Y臂可沿X轴线方向移动。

作为一种替换的现有技术的例子，一激光切割机具有一产生激光束的激光振荡器，以及一置于与激光束的轴线相交的第一平面上的、接收激光束的第一反射镜;一第二反射镜，它与置于第一平面上的第一反射镜相对，并置于与所述第一平面相交的第二平面上;一第三反射镜，它与置于第二平面上的第二反射镜相对，并置于与所述第二平面相交的第三平面上;-第四反射镜，它与置于第三平面上的第三反射镜相对，并置于与所述第三平面相交的第四平面上;以及-第五反射镜，它与置于第四平面上的第四反射镜相对，并置于与所述第四平面相交的第五平面上，并在第一、第二、第三、第四和第五平面上分别形成一光束轴线。在该系统里，第二反射镜和第三反射镜之间的光束轴线距离和第四反射镜和第五反射镜之间的光束轴线距离可变化。该系统公布在日本揭示专利公开SHO63-16894号里。

作为一个替换的现有技术的例子，在一激光切割机里，用来接收由一激光振荡器输出的线偏振的激光束的镜子是一进行圆偏振的镜子，这已由日本揭示专利公开SHO61-296985等所公布。

作为另一个替换的现有技术的例子，在一激光切割机里，移动一装备着一反射镜和一聚光镜的激光切割头，以改变在激光振荡器和对工件进行激光切割的切割点之间的激光束的长度，其中，通过驱动马达可移动的一准直装置安装在激光振荡器和激光切割头之间，以便近似地使激光束的直径和聚光镜的焦距一致，这已由日本揭示专利公开HEI4-327394所公布。

在上述的现有技术的激光切割机结构中，日本揭示专利公开SHO61-242782号和日本揭示专利公开HEI5-770775号等所公布的激光切割机可以解决图19所示机器的缺点。然而，由于Y臂的重心位置总是位于一对X轴线轨道之外，因此，一个大的负载差异和作用在轨道上的弯矩将较大。从而将出现一个异常的应力和应变，使轨道和轨道支座的寿命产生问题。

由日本揭示专利公开SHO63-16894号和日本揭示专利公开SHO61-296985号等公布的激光切割机也不具有在不降低圆偏振系数的情况下将圆偏振的激光束输送到切割点的手段，因此，在将圆偏振的激光束输送到切割点的过程中，圆偏振系数将被降低。

此外，在日本揭示专利公开HEI4-327394号等里公布的激光切割机要求准直装置由驱动马达带动，从而使在切割头移动区域里降低光束直径变化的手段变得复杂。

因此，本发明的一个目的是通过提供一种可增加轨道和轨道支座寿命的悬臂式激光切割机来解决这些问题。

本发明的另一个目的是提供一种在不降低圆偏振系数的情况下，将一圆偏振的激光束输送到一切割点的激光切割机。

本发明的还有一个目的是提供一种激光切割机，它利用一种简单的装置，在切割头移动区域内可降低光束直径的变化。

通过下面的描述可以看清，本发明提供一种激光切割机，它包括一激光振荡器，一在一对第一轴线轨道上、可沿第一轴线方向移动的臂，以及一安装在所述臂的轨道上、可沿与第一轴线垂直的平面上的第二轴线方向移动的切割头，其中，用来接收所述激光振荡器输出的激光束的第一反射镜和第二反射镜安装在所述第一轴线上，第三反射镜和第四反射镜安装在所述臂上，而第五反射镜安装在所述切割头上，从而构成一激光束路径，而所述臂的重心位置位于所述一对置于第一轴线上的轨道之间，从而作用在用以支承臂的轨道上的负载差异和负载力矩可降低，以改善所述轨道和轨道支座的寿命。

还可看到本发明提供的一种激光切割机，其中，首先接收由激光振荡器输出的激光束的第一反射镜被安装成至少可沿与第二轴线方向垂直的第三轴线方向移动，这样，第一反射镜可被移动调整到激光振荡器输出的光束轴线所在的高度，使激光振荡器在安装过程中可容易地进行调整，并使机器可容易地对应不同的输出和不同的光束轴线高度。

还可看到本发明提供的一种激光切割机，其中，一转台被安装在切割头的活动区域之外，这样，即使是一圆柱形的工件也可方便地进行激光切割而不防碍切割头。这种机器还有一个功能，即在切割平面工件时，转台不会靠近切割区域。

还可看到本发明提供的一种激光切割机，它进一步包括能上下移动或滑动转台体的装置，由此转台体可后退，这样当在切割台上安装一大工件时，它可以无阻碍地被装上或卸下。

还可看到本发明提供的一种激光切割机，其中，切割台上安装着上升式滚柱输送器，从而可方便地移动在切割台上的工件。

还可看到本发明提供的一种激光切割机，它还包括用来驱动上升式滚柱输送器上滚柱的装置，从而置于切割台上的工件的装拆可以自动地进行，而且这种激光切割机可以作为工厂自动生产线的一部分来使用。

还可看到本发明提供的一种激光切割机，它包括一用来产生线偏振的激光束的激光振荡器，在该激光切割机里，用来接收激光束的第一反射镜置于与所述激光束的轴线相交的第一平面上;第二反射镜与在所述第一平面上的第一反射镜相对，并位于与所述第一平面相交的第二平面上;第三反射镜与在所述第二平面上的第二反射镜相对，并位于与所述第二平面相交的第三平面上;第四反射镜与在所述第三平面上的第三反射镜相对，并位于与所述第三平面相交的第四平面上;而第五反射镜与在所述第四平面上的第四反射镜相对，并位于与所述第四平面相交的第五平面上，由此在所述第一、第二、第三、第四和第五平面上分别形成一光束轴线，其中，在所述第二反射镜和第三反射镜之间的光束轴线距离、以及在所述第四反射镜和第五反射镜之间的光束轴线距离可变化，所述的第一反射镜是一进行圆偏振的镜子，而安装所述第二到第五反射镜是用来补偿所述反射镜特有的相位移动量，这样，由第一反射镜圆偏振的、以便于进行圆偏振系数调整和光束轴线调整等的激光束可在不降低圆偏振系数的情况下输送到切割头。

还可看到本发明提供的一种激光切割机，其中，第一反射镜由X-Y移动调整机构所支承，这样，激光束可在圆偏振系数维持在所需的精确角度的情况下照射在第二反射镜的中心上。

还可看到本发明提供的一种激光切割机，其中，第二到第五反射镜是ES或PS镀膜镜，这样，圆偏振的激光束在输送过程中将在圆偏振系数不降低和输出衰减减少的情况下被输送到切割头。

还可看到本发明提供的一种激光切割机，它包括一产生激光束的激光振荡器，其中用来接收激光束的第一反射镜置于与所述激光束的轴线相交的第一平面上;第二反射镜与置于所述第一平面上的第一反射镜相对，并置于与所述第一平面相交的第二平面上，而第三反射镜与置于所述第二平面上的第二反射镜相对，并置于与所述第二平面相交的第三平面上，从而在所述第一和第二平面上分别形成一光束轴线，而其中可通过移动切割头来改变光束轴线距离，一准直透镜或一准直镜被置于使激光束被聚焦在靠近切割头活动区域中间的位置上，这样，尽管使用简单的装置，也可使光束直径在切割头活动区域里的变化特别地小。

还可看到本发明提供的一种激光切割机，其中，一凹透镜或一凸透镜被安装在激光振荡器的光束出口和准直透镜或准直镜之间，这样，大光束直径在切割头里就成为较小凝聚光束直径，从而可进行高精度的切割。

图1是表示一与本发明的第一实施例有关的光扫描激光切割机整机的立体图;

图2是表示一与本发明的第一实施例有关的、供第一反射镜用的、可沿X、Y和Z轴线方向移动的机构细节的立体图;

图3是表示一与本发明的第一实施例有关的、在Y轴线光束路径上的对置的伸缩软管部件细节的前视图;

图4是表示一与本发明的第一实施例有关的、在切割台内形成负压的鼓风机设备的简图;

图5是表示一与本发明的第一实施例有关的、在X轴线方向上输送工件的上升式滚柱输送器细节的简图;

图6是表示一与本发明的第一实施例有关的、由第一到第五反射镜及一准直透镜组成的光束路径系统布局的立体图;

图7是说明利用与本发明有关的反射镜补偿相位移动量的方法的简图;

图8是表示与本发明有关的、当安装准直透镜或准直镜时一光束的传播特性的简图;

图9是表示一与本发明第三实施例有关的、当安装一准直镜时的光束路径系统布局的立体图;

图10是表示一与本发明的第四实施例有关的、当在一振荡器光束出口和一准直透镜之间安装一凸透镜时的光束路径系统布局的立体图;

图11是表示一与本发明的第四实施例有关的、当在一振荡器光束出口和一准直镜之间安装一凸镜时的光束传播的特性的简图;

图12是表示一与本发明的第四实施例有关的、当在振荡器光束出口和准直透镜或准直镜之间安装凹透镜或凸镜时的光束传播特性的简图;

图13是表示一与本发明的第五实施例有关的、具有不变的光束路径长度的光束路径系统布局的立体图;

图14是表示一与本发明的第六实施例有关的、装有一双轴转动机构的三维切割头的简图;

图15是表示一与本发明的第六实施例有关的、用于焊接的抛物面反射镜型的切割头的简图;

图16是表示与本发明的第七实施例有关的、装有一安全装置的简图;

图17是表示对本发明的第七实施例的一个改进的简图;

图18是表示一与本发明的第八实施例有关的、在X轴线方向上输送工件的上升式滚柱输送器细节的简图;

图19是表示一现有技术中的悬臂式光扫描激光切割机的前视图;

图20是表示一现有技术中的悬臂式光扫描激光切割机的平面图。

第一实施例

现在结合图1至8来描述本发明的第一实施例。图1是表示整台光扫描激光切割机的立体图。为了清楚的缘故，从图2至5里省去了一些部件和机构。换句话说，图2是表示用于第一反射镜的、可沿X、Y和Z轴线方向移动的机构的细节的立体图，图3是表示在Y轴线光束路径上的对置的伸缩软管部件的细节的立体图，图4表示在切割台反面提供内压的一鼓风机设备，图5表示在X轴线方向上输送工件的上升式滚柱输送器的细节。图6是表示由第一到第五反射镜及一准直镜组成的光束路径系统布局的立体图，图6是表示利用反射镜实施相位移动量补偿的方法的立体图，而图8表示当安装一准直透镜或一准直镜时一光束的传播特性曲线。

参看上述附图，17a到17e表示反射镜，它们包括第一反射镜17a，第二反射镜17b，第三反射镜17c，第四反射镜17d，以及第五反射镜17e，它们将激光振荡器16输出的激光束反射到切割头5。第一反射镜17a和第二反射镜17b安装在X轴线的一端，第三反射镜17c和第四反射镜17d安装在Y臂18上，而第五反射镜17e安装在切割头5上。

第一反射镜17a是一进行圆偏振的镜子（+90°延迟器），而第二反射镜17b至第五反射镜17e被用来补偿第二反射镜17b和第三反射镜17c的相位移动量，以及第四反射镜17d和第五反射镜17e的相位移动量，这样，由第一反射镜17a圆偏振的激光束4可在不降低激光束4的圆偏振系数的情况下被输送到切割头5。而关于相位移动量补偿的方法将在下面结合图7来介绍。

还需说明的是，第二反射镜17b到第五反射镜17e是用金属镜、例如通常利用铜镜。

如图6所示，准直透镜39被安装在第二反射镜17b和第三反射镜17c之间，以使激光束4聚焦在靠近切割头5活动区域中间的位置上。

如图2所示，第一反射镜17a具有角度调节功能，并被设计成可沿X轴线、Y轴线和Z轴线方向移动。在图2里，70a，70b和70c表示锁定螺丝，它们被用来固定使第一反射镜17a沿X轴线、Y轴线和Z轴线方向移动的部件，71表示一沿Y轴线方向移动的部件，72表示用来支承沿Y轴线方向移动的部件71的支座，73表示一沿Z轴线方向移动的部件，74表示一用来固定第一反射镜17a的弯块。

如图1所示，18表示一沿Y轴线方向安装的Y臂，它可沿X轴线方向移动，并在其基座上支承着第三反射镜17c和第四反射镜17d。Y臂18上安装着包括切割头5、可沿Y轴线方向移动的Z轴线部件21，Y臂18的前端部变细并减小厚度，这样可使它的重心位于X轴线轨道24a和24b之间，且与Z轴线部件21的位置无关。

一对Y轴线轨道19a和19b安装在Y臂18上，而一对Y轴线轨道支座20a和20b被用来夹住Y轴线轨道19a和19b。Z轴线部件21被安装在Y轴线轨道支座20a和20b上，这样它可在Y臂18上沿着Y轴线方向移动，并且有使切割头5上下移动的功能，还可在其顶部安装第五反射镜17e。

用于防尘的Y轴线伸缩软管22覆盖着Y轴线驱动装置（未画出），还包括Y轴线轨道19a和19b，及Y轴线轨道支座20a和20b。防尘的Y轴线光束路径用伸缩软管23覆盖着（在第四反射镜17d和第五反射镜17e之间的）Y轴线光束路径，如图3所示。换句话说，从图3可见，盒子34覆盖着第五反射镜，而在Y轴线光束路径伸缩软管23的相反处提供一个由固定架36固定的对置的伸缩软管35，使盒子34位于两伸缩软管之间，且形成一个连续的内部空间，当Z轴线部件沿Y轴线方向运动时使伸缩软管的内压不致变化，从而防止周围的空气被吸入伸缩软管内。

一对X轴线轨道24a和26b沿着X轴线安装，而X轴线轨道支座25a和25b被安装在Y臂18的底面上，以便夹住X轴线轨道24a和24b。一防尘的X轴线伸缩软管26覆盖着X轴线驱动装置（未画出），它包括X轴线轨道24a和24b，X轴线轨道支座25a和25b，以及（在第二反射镜17b和第三反射镜17c之间的）X轴线光束路径。X轴线轨道24a和24b安装在机座27上，机座27还支承着所有其它的部件。主要用来夹住和转动一圆柱形工件29的转台28被安装在切割头5活动区域的外侧、切割台31的上方，以便可以无阻碍的安装或卸下一较大的工件6，转台28由一诸如气缸的传动装置75可上下移动地支承着。可以考虑将转台28设计成可沿后退方向滑动而不需要上下移动，也可以利用一在转台28上的基座使转台28从切割台31上分离。

刀刃形的支座30被用来夹住一平面工件6，而切割台31里安装着一鼓风机48，以在切割台31内形成一负压，从而在切割期间吸入和排出灰尘和烟气等。由于这种激光切割机是光扫描型的，且其切割台31是独立的和固定的，因此这种切割台31可根据工件6的形状、大小和其它因素进行改变。此外，如图5所示，切割台31上还安装着一上升式滚柱输送器49，它由诸如气缸的传动装置75可上下移动地支承着，这样，当它在切割结束后向上升时，工件6可从刀刃形支座30处上升，并用手使其容易地在X方向上移动。该上升式滚柱输送器49是一种自由支承结构，故工件6可沿任何水平方向移动。

现在介绍这种悬臂式的光扫描的激光切割机的操作方法和功能。即，在图1里，Y臂18在Y轴线方向不能移动，而Z轴线部件21可利用Y轴线轨道支座20a和20b，在置于Y臂18上的Y轴线轨道19a和19b上沿着Y轴线方向移动。底面上安装着X轴线轨道支座25a和25b的Y臂18则能够在置于机座27上的X轴线轨道24a和24b上沿着X轴线方向移动。

同时，由激光振荡器16输出的激光束4通过反射镜17a到17e被反射，并由安装在Z轴线部件21底部的切割头5聚集，再照射到由刀刃形支座30夹住的工件6上。通过在Y轴线方向上移动Z轴线部件21和同时在X轴线方向上移动Y臂18，激光切割头5就可在X-Y平面的任何方向上移动，从而使工件6可被激光切割成任何需要的形状。

在该激光切割机里，安装着可沿Y轴线方向移动的Z轴线部件21（包括切割头5）的Y臂18在其前端部变细并减小厚度，从而其重心位置将位于X轴线轨道24a和24b之间而与Z轴线部件21的位置无关。因此，Y臂18和其它部件的负载几乎均匀地作用在X轴线轨道24a和24b、及X轴线轨道支座25a和25b上。

可夹住和转动圆柱形工件29的转台28可用来确保圆柱形工件29的均匀切割。当然，由于此时的切割高度比切割平面工件6时更高，故在切割前需利用Z轴线部件21抬高切割头5。

转台28被安装在切割头5的活动区域之外，故较大的工件6可无阻碍地装上或卸下。此外，该转台28由诸如气缸的传动装置75所支承，所以可按照需要上升或在后退方向上滑动。当激光切割不需要使用转台28时，可将转台28收回，使其不会防碍切割。

应该明白，转台28也可是不能上下移动或滑动的，而只是置于切割头5活动区域之外，从而在装上或卸下较大工件6时有一点麻烦。

如图5所示，切割台31上安装着上升式滚柱输送器49，它通过诸如气缸的传动装置76可上下移动，这样，当激光切割结束后上升式滚柱输送器49上升并从刀刃形支座30上抬起工件6时，便可用手方便地使工件6沿X轴线方向移动。

此外，在安装工件6时，通过将上升式滚柱输送器49抬高到使其滚柱略高于刀刃形支座30的端部的位置，也可较容易地安装工件6。

为了较方便地调整圆偏振系数、光束轴线等，在此激光切割机里的第一反射镜17a是一进行圆偏振的镜子（+90°延迟器）。为了将由第一反射镜17a圆偏振的激光束4输送给切割头5，并在激光切割时不降低它的圆偏振系数，安装了第二反射镜17b至第五反射镜17e，以便补偿第二反射镜17b和第三反射镜17c的相位移动量，及第四反射镜17d和第五反射镜17e的相位移动量，从而使第一反射镜17a圆偏振的激光束4可以在不降低圆偏振系数的情况下输送给切割头5。

现在通过参看图7来说明补偿的方法。就在激光束4被第一反射镜圆偏振后，在S波分量和P波分量之间的相位差是90°。当激光束被第二反射镜反射并改变方向时，该反射镜特有的相位移动量△PS°使P波分量比S波分量再超前△PS°。通过安装第三反射镜，S波分量相反地比P波分量超前△PS°，从而，由所述第三反射镜反射和改变方向的激光束4具有0°+△PS°的S波分量和90°+△PS°的P波分量，S波分量和P波分量的相位差仍是90°，从而，圆偏振系数没有降低。

由于这种补偿方法，在本发明的反射镜布局情况下，由第一反射镜圆偏振的激光束将不降低其圆偏振系数而被输送到切割头。

在实施例1里，当由第一反射镜17a圆偏振的、在S波分量和P波分量之间具有90°相位差的激光束4由第二反射镜17b反射和改变方向时，该反射镜特有的相位移动量△PS°将使P波分量比S波分量再超前△PS°。当激光束4再经过第三反射镜17c反射和改变方向时，该反射镜特有的相位移动量△PS°将使P波分量比S波分量再超前△PS°。安装第四反射镜17d可使S波分量比P波分量超前△PS°，而安装第五反射镜17e可使S波分量比P波分量再超前△PS°。也即是说，安装第四反射镜17d和第五反射镜17e可使由第五反射镜17e反射和改变方向的激光束4具有0°+2△PS°的S波分量、以及90°+2△PS°的P波分量，也即S波分量和P波分量的相位差仍是90°。

第一反射镜17a具有角度调整功能，并如图2所示可在X轴线、Y轴线和Z轴线方向移动。当改变第一反射镜17a的角度以调整圆偏振系数时，拧松锁定螺丝70a可使第一反射镜17a沿X轴线方向移动，拧松锁定螺丝70b可使Y轴线方向移动部件71沿Y轴线方向移动，这样，激光束4可以保持最佳角度的圆偏振系数照射在第二反射镜17b的中心。

如图2所示，第一反射镜17a还由可在Z轴线方向上移动的机构所支承，因此，拧松锁定螺丝70c可容易地在垂直方向上调整第一反射镜17a，以便在激光振荡器16安装好后，与激光束4的中心对准。

如图6所示，在该激光切割机里，准直透镜39位于第二反射镜17b和第三反射镜17c之间，并使激光束4聚焦的位置靠近切割头5活动区域的中间，这样，在切割头5活动范围内的激光束直径的变化特别小，如图8所示。

实施例2

在实施例1里，第二反射镜17b至第五反射镜17e的安装如上所述，以便补偿所述第二反射镜17b至第五反射镜17e的所有的特有的相位移动量，这样，由第一反射镜17a圆偏振的激光束4可在不降低圆偏振系数的情况下被输送到切割头5。

然而，在该装置里，通常作为第二反射镜17b到第五反射镜17e的金属镜诸如铜镜可由ES（EnhancedSilver增强银）镀膜镜或PS（ProtectedSilver防护银）镀膜镜来代替，它们与通常使用的金属镜相比，在相位移动量方面较大，而在反射能力方面较高。这些反射镜可在输送期间圆偏振系数不降低（利用图7所述的补偿相位移动量的方法）和输出衰减降低的情况下将第一反射镜圆偏振的激光束4输送给切割头5。

顺便说一句，当用作第二反射镜17b至第五反射镜17e的金属镜由ES镀膜镜或PS镀膜镜替换并以通常的方式安装时，其中的第二反射镜17b至第五反射镜17e将不提供相位移动量的补偿，在输送期间，输出衰减可以降低，但圆偏振系数也会降低后送至切割头5，这是因为ES镀膜镜或PS镀膜镜具有较大的相位移动量。

实施例3

在第一实施例里，准直透镜39被安装在第二反射镜17b和第三反射镜17c之间、以使激光束4的聚焦点靠近切割头5活动区域的中间，如图6所示。但可用一平面镜40和一准直镜41来替换准直透镜39，它们被安装在第二反射镜17b和第三反射镜17c之间，并使激光束4被聚焦在靠近切割头5活动区域的中间，如图9所示，由此可显著地降低在切割头活动区域内的激光束直径的变化，如图8所示。

实施例4

如图10所示，可在第二反射镜17b和准直透镜39之间安装一凹透镜42，或如图11所示，可用一凸透镜43替换平面镜40，从而放大激光束4，以便将激光束聚焦在靠近切割头5活动区域的的中间处，如图12所示，由此可在切割头5活动区域内降低激光束直径的改变，而由于大光束直径，使聚集直径也可减小。

实施例5

当第一反射镜17a和第二反射镜17b沿Y方向移动时，包含一对倒相镜37a和37b的倒相镜盒38被安装在第二反射镜17b和第三反射镜17c之间的相反一侧，且可沿X方向移动等于Y臂18沿X方向移动距离的一半距离时（如图13所示），从第一反射镜17a到第四反射镜17d间的激光束的输送距离可以不变，这样，由于Y臂18沿X方向移动而产生的激光束4的光束直径变化被限止。

实施例6

Y臂18可用高机械强度的材料制造，或被设计成具有高机械强度，以便用装备着如图14所示的、具有转动座标轴44和45的双轴转动机构的三维切割头，或用如图15所示的、可带焊接或改变表面的切割头（如抛物面反射镜型的切割头，光扫描器型的切割头，综合镜型的切割头，多变型的切割头等等）来替换切割头5。

在本实施例里，用装备着双轴转动机构的三维切割头来替换原切割头可对三维工件进行切割，而用焊接或改变表面的切割头来替换原切割头可对工件进行焊接或表面改变。

图15表示用来进行焊接或改变表面的切割头中的一种抛物面反射镜型切割头，其中，由平面镜46反射的激光束4由抛物面反射镜47聚焦而照射在工件上。

实施例7

如图16所示，可以安装一个覆盖Y臂18和切割台31的安全装置32，而工件6或29的安装和拆卸区可用吸收激光束的材料诸如丙烯酸制造的透明门33，从而在切割期间可向内观察并防止由工件反射的光向外照射。这样，按图示的箭头方向将透明门33a和33b移到透明门33c的位置即可安装或拆卸工件6或29。

图16所示的安全装置可安装一个联锁器，以便在透明门33被打开时使机器停止运转。如不能提供透明门33，如图17所示，可在Y臂18的前端安装一个光电管51，而在支撑条52上安装一个感光传感器53，它接收光电管51发出的光，当操作者偶然进入Y臂18的移动区域时，它根据给感光传感器52的光的有无给联锁器提供一个停止机器运转的信号。

实施例8

在实施例1的上升式滚柱输送器49上可安装一个滚柱驱动马达77，以便如图18所示那样，借助链条78来驱动滚柱，从而可自动输送工件6。

此外，本发明允许将上述实施例进行组合，以便形成各种不同的激光切割机结构。

虽然以至少一个较佳的、具有一定程度特殊性的实施例对本发明进行了描述，但应该明白，在不超出下面要求保护的、本发明的构思和范围的情况下，只要利用例子就可对＊佳实施例进行改变，并可对各部件的细节和布置作出许多改变。

Claims

1、一种切割机，它将可移动的激光束照射在一工件上，并对工件进行切割，它包括：

一激光振荡器，以提供所述激光束；

一第一轨道结构，它包括一对平行安装的轨道，并限定一第一轴线；

一臂，它在所述第一轨道结构上，并可沿所述第一轴线方向移动；

一第二轨道结构，它置于所述臂上，并限定一第二轴线，所述第二轴线所在的一平面与所述第一轴线垂直；

一切割头，它可沿所述第二轴线方向、在所述第二轨道结构上移动；

一第一反射镜，它置于所述第一轴线上，以接收由所述激光振荡器输出的所述激光束；

一第二反射镜，它置于所述第一轴线上，以接收由所述第一反射镜反射的所述激光束；

一第三反射镜和一第四反射镜，它们均置于所述臂上；以及

一第五反射镜，它置于所述切割头上；

所述第一、第二、第三、第四和第五反射镜形成一激光束路径，而所述臂的重心位置位于在所述第一轴线上的所述一对轨道之间。

2、如权利要求1所述的激光切割机，其特征在于，所述第一反射镜至少可沿与所述第二轴线垂直的第三轴线方向可移动地被支承着。

3、如权利要求1所述的激光切割机，其特征在于，还包括一转台，它安装在所述切割头活动区域之外。

4、如权利要求3所述的激光切割机，其特征在于，所述转台包括一转台体，以及可使所述转台体至少可以上下升降或滑动中的一种方式移动的装置。

5、如权利要求1所述的激光切割机，其特征在于，还包括一接收工件的切割台，所述切割台上安装着一上升式滚柱输送器。

6、如权利要求5所述的激光切割机，其特征在于，还包括使所述上升式滚柱输送器上的滚柱转动的装置。

7、如权利要求1所述的激光切割机，其特征在于，所述第一反射镜是一进行圆偏振的镜子，而安装所述第二到第五反射镜是用来补偿所述反射镜组特有的相位移动量。

8、一种激光切割机，它包括：

-激光振荡器，用来提供一限定-第一轴线的线偏振激光束;

-第一反射镜，用来接收所述的线偏振激光束，并被置于与所述激光束的所述第一轴线相交的第一平面上;

-第二反射镜，用来接收由所述第一反射镜反射的激光束，它相对于在所述第一平面上的所述第一反射镜，并被置于与所述第一平面相交的第二平面上;

-第三反射镜，用来接收由所述第二反射镜反射的激光束，它相对于在所述第二平面上的所述第二反射镜，并被置于与所述第二平面相交的第三平面上;

-第四反射镜，用来接收由所述第三反射镜反射的激光束，它相对于在所述第三平面上的所述第三反射镜，并被置于与所述第三平面相交的第四平面上;以及

-第五反射镜，用来接收由所述第四反射镜反射的激光束，它相对于在所述第四平面上的所述第四反射镜，并被置于与所述第四平面相交的第五平面上;

由此，在所述第一、第二、第三、第四和第五平面上分别形成一光束轴线，而其中，在所述第二反射镜和第三反射镜之间的光束轴线距离，以及在所述第四反射镜和第五反射镜之间的光束轴线距离可变化;

其中，所述的第一反射镜是一进行圆偏振的镜子，而安装所述第二到第五反射镜是用来补偿所述反射镜特有的相位移动量。

9、如权利要求8所述的激光切割机，其特征在于，还包括一用来支承所述第一反射镜的、X-Y移动调整机构。

10、如权利要求8所述的激光切割机，其特征在于，第二到第五反射镜是ES或PS镀膜镜。

11、如权利要求9所述的激光切割机，其特征在于，第二到第五反射镜是ES或PS镀膜镜。

12、一种激光切割机，它包括：

-激光振荡器，在一出口处产生激光束;

-第一反射镜，用来接收来自所述激光振荡器的激光束，所述反射镜被置于所述激光束的轴线相交的第一平面上;

-第二反射镜，它与所述第一反射镜相对，位于由所述第一平面和第二平面的反射轨迹所限定的第一轴线上;

-第三反射镜，它与所述第二反射镜相对，位于由所述第二平面和第三平面的反射轨迹所限定的第二轴线上;

-切割头，它可在一活动区域内移动以改变光束轴线距离;以及

-准直光学装置，使所述激光束聚焦点靠近所述切割头的所述活动区域的中间位置上。

13、如权利要求12所述的激光切割机，其特征在于，一凹型光学装置被安装在所述激光振荡器的光束出口和所述准直光学装置之间。

14、一种激光切割机，将可移动的激光束照射在一工件上并对工件进行切割，它包括：

-激光振荡器，以提供所述的激光束;

-第一轨道结构，包括一对平行安装的、并限定-第一轴线的轨道;

-臂，位于所述第一轨道结构上，并可沿所述第一轴线方向移动;

-第二轨道结构，安装在所述臂上并限定一第二轴线，所述第二轴线所在的平面与所述第一轴线垂直;

-切割头，安装在所述第二轨道结构上，并可沿所述第二轴线方向移动;

-第一反射镜，安装在所述第一轴线上，接收由所述激光振荡器输出的激光束;

-第二反射镜，安装在所述第一轴线上，接收由所述第一反射镜反射的所述激光束;

-第三反射镜和-第四反射镜安装在所述臂上;

-第五反射镜安装在所述切割头上，

由此，所述第一、第二、第三、第四和第五反射镜形成一激光束路径，而所述切割头可在一活动区域内移动以改变一光束轴线距离;以及

-准直光学装置，使所述激光束聚焦在靠近所述切割头的所述活动区域的中间位置处。

15、如权利要求14所述的激光切割机，其特征在于，一凹型光学装置被置于所述激光振荡器的光束出口和所述准直光学装置之间。