HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION
1. Gebiet der Erfindung1. Field of the invention
Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Laseroszillationsvorrichtung
zum Einsatz in einer Laserstrahlmaschine usw.The
The present invention relates to a laser oscillation apparatus
for use in a laser beam machine, etc.
2. Beschreibung des Stands der Technik2. Description of the Related Art
In
einer Laserstrahlmaschine zum Bearbeiten eines von einem Laserstrahl
zu bearbeitenden Objekts wird eine Laseroszillationsvorrichtung
verwendet, die einen Laseroszillator und eine Vielzahl von Spiegeln
verwendet. Der Laseroszillator weist ein Gehäuse auf und erzeugt Laserlicht
in dem Gehäuse.
Das Laserlicht wird als Laserstrahl durch die Vielzahl von Spiegeln
zu einer Bearbeitungseinheit übertragen,
um das zu bearbeitende Objekt zu bearbeiten.In
a laser beam machine for processing one of a laser beam
The object to be processed becomes a laser oscillating device
used a laser oscillator and a variety of mirrors
used. The laser oscillator has a housing and generates laser light
in the case.
The laser light is transmitted as a laser beam through the multitude of mirrors
transferred to a processing unit,
to edit the object to be edited.
Eine
Laserstrahlmaschine ist z. B. in 1 in JP2002-316
291A angegeben. Bei der Laseroszillationsvorrichtung der in JP2002-316
291A angegebenen Laserstrahlmaschine wird ein aus dem Laseroszillator
austretender linear-polarisierter Laserstrahl von einem ersten gekrümmten Spiegel
zirkular-polarisiert, und der Strahldurchmesser des zirkular-polarisierten
Laserstrahls wird von einem zweiten gekrümmten Spiegel (Konvexspiegel)
und einem dritten gekrümmten
Spiegel (Konkavspiegel) vergrößert und zu
einem im wesentlichen parallelen Strahl korrigiert und dann der
Bearbeitungseinheit zugeführt.A laser beam machine is z. In 1 in JP2002-316,291A. In the laser oscillation apparatus of the laser beam machine disclosed in JP2002-316291A, a linear-polarized laser beam emerging from the laser oscillator is circular-polarized by a first curved mirror, and the beam diameter of the circular-polarized laser beam is a second curved mirror (convex mirror) and a third curved mirror (concave mirror) enlarged and corrected to a substantially parallel beam and then fed to the processing unit.
Im
allgemeinen weist das von dem Laseroszillator ausgegebene Laserlicht
eine linear-polarisierte
Komponente auf, und die linear-polarisierte Komponente des Laserlichts
differenziert eine Absorptionsrate des Laserlichts in bezug auf
das zu bearbeitende Objekt in Abhängigkeit von der Bearbeitungsrichtung,
so daß daraus
eine Anisotropie in der Bearbeitungsgüte resultiert. Daher wird das
von dem Laseroszillator ausgegebene Laserlicht zirkular-polarisiert.
Der erste gekrümmte
Spiegel in JP2002-316 291A
bildet einen zirkular-polarisierenden Spiegel, der das linear-polarisierte
Laserlicht in das zirkular-polarisierte Licht umwandelt.in the
In general, the laser light output from the laser oscillator has
a linear-polarized
Component on, and the linear-polarized component of the laser light
differentiates an absorption rate of the laser light with respect to
the object to be processed as a function of the machining direction,
so that out of it
Anisotropy in the quality of treatment results. Therefore, that will
circularly polarized laser light emitted from the laser oscillator.
The first curved
Mirror in JP2002-316 291A
forms a circular-polarizing mirror, which is the linear-polarized
Laser light is converted into the circular-polarized light.
Eine
YAG-Laseroszillationsvorrichtung zur Verwendung in der Laserstrahlmaschine
ist in 1 von JP11-163 442A angegeben. Die YAG-Laseroszillationsvorrichtung
umfaßt
eine Grundoberwellen-Oszillatoreinheit, eine Erzeugungseinheit der
zweiten Harmonischen, eine Erzeugungseinheit der dritten Harmonischen
und zwei dichroitische Spiegel, die Licht einer bestimmten Wellenlänge reflektieren
und auf einer gemeinsamen Grundplatte angeordnet sind. Die Grundoberwellen-Oszillatoreinheit
in JP11-163 442A bildet einen Laseroszillator.A YAG laser oscillation apparatus for use in the laser beam machine is shown in FIG 1 from JP11-163 442A. The YAG laser oscillation apparatus comprises a fundamental harmonic oscillator unit, a second harmonic generation unit, a third harmonic generation unit, and two dichroic mirrors reflecting light of a specific wavelength and arranged on a common base plate. The fundamental harmonic oscillator unit in JP11-163 442A constitutes a laser oscillator.
Bei
der Laseroszillationsvorrichtung, die den zirkular-polarisierenden
Spiegel gemäß JP2002-316 291A
verwendet, ist der zirkular-polarisierende Spiegel an dem Gehäuse des
Laseroszillators angebracht. Daher ändert sich der Winkel des zirkular-polarisierenden Spiegels
im Zusammenhang mit einer thermischen Verformung des Gehäuses des
Laseroszillators, und somit wird die Laserstrahlachse verlagert.
Die Distanz zwischen dem zirkular-polarisierenden Spiegel und der
Bearbeitungseinheit beträgt im
allgemeinen mindestens 10 m, und der Nachteil besteht darin, daß die Bearbeitungsposition
sich entsprechend der geringfügigen Änderung
des Winkels des zirkular-polarisierenden Spiegels signifikant ändern kann.at
the laser oscillating device, the circular polarizing
Mirror according to JP2002-316 291A
is used, the circular polarizing mirror on the housing of the
Laser oscillator attached. Therefore, the angle of the circular polarizing mirror changes
in connection with a thermal deformation of the housing of the
Laser oscillator, and thus the laser beam axis is displaced.
The distance between the circular polarizing mirror and the
Machining unit is in
general at least 10 m, and the disadvantage is that the machining position
itself according to the slight change
of the angle of the circular polarizing mirror can change significantly.
Bei
der in JP 11-163 442A angegebenen Laseroszillationsvorrichtung mit
zwei dichroitischen Spiegeln sind die jeweiligen dichroitischen
Spiegel an der gemeinsamen Grundplatte angebracht. Dabei tritt der
Nachteil auf, daß die
Grundplatte durch die Wärme
des Laseroszillators verformt wird, die Parallelität der jeweiligen dichroitischen
Spiegel beeinträchtigt
wird, die optische Achse des Laserlichts und somit die Bearbeitungsposition
verlagert wird.at
the laser oscillation apparatus disclosed in JP 11-163 442A
two dichroic mirrors are the respective dichroic ones
Mirror attached to the common base plate. It occurs the
Disadvantage on that the
Base plate by the heat
the laser oscillator is deformed, the parallelism of the respective dichroic
Mirror impaired
becomes, the optical axis of the laser light and thus the processing position
is relocated.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION
Es
ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Laseroszillationsvorrichtung
anzugeben, bei der eine Verbesserung in bezug auf die Verlagerung
der optischen Achse des Lasers erreicht wird.It
It is therefore an object of the present invention to provide a laser oscillation apparatus
indicate an improvement in terms of relocation
the optical axis of the laser is achieved.
Eine
Laseroszillationsvorrichtung gemäß der Erfindung
weist folgendes auf: einen Laseroszillator, der ein Gehäuse zum
Erzeugen von Laserlicht im Gehäuseinneren
hat, einen ersten Spiegel zum Einleiten des in dem Laseroszillator
erzeugten Laserlichts und einen zweiten Spiegel, der parallel mit
dem ersten Spiegel angeordnet ist, um das Laserlicht von dem ersten
Spiegel weiter einzuleiten.A
Laser oscillating device according to the invention
comprises: a laser oscillator comprising a housing for
Generation of laser light inside the housing
has a first mirror for introducing the in the laser oscillator
generated laser light and a second mirror in parallel with
the first mirror is arranged to receive the laser light from the first
Continue to introduce mirrors.
Die
Laseroszillationsvorrichtung weist ferner ein gemeinsames Spiegeltragelement
auf, an dem der erste Spiegel und der zweite Spiegel gemeinsam angebracht
sind, und das Spiegeltragelement ist mit dem Gehäuse des Laseroszillators mit
nur drei Befestigungselementen mechanisch verbunden, die an jeweiligen
Spitzen eines Dreiecks angeordnet sind.The
Laser oscillation device further comprises a common mirror support member
on which the first mirror and the second mirror are mounted together
are, and the mirror support member is with the housing of the laser oscillator with
only three fasteners mechanically connected to each
Peaks of a triangle are arranged.
Bei
der Laseroszillationsvorrichtung der Erfindung sind der erste Spiegel
und der zweite Spiegel an dem gemeinsamen Spiegeltragelement angebracht,
und das Spiegeltragelement ist mit nur drei Befestigungselementen
mit dem Gehäuse
des Laseroszillators mechanisch verbunden, die an den jeweiligen
Spitzen des Dreiecks angeordnet sind.at
The laser oscillation apparatus of the invention is the first mirror
and the second mirror is attached to the common mirror support member,
and the mirror support member is with only three fasteners
with the housing
the laser oscillator mechanically connected to the respective
Peaks of the triangle are arranged.
Auch
wenn daher das Gehäuse
des Laseroszillators thermisch verformt wird, kann eine Verformung
des Spiegeltragelements auf ein hinreichend geringes Ausmaß unterdrückt werden,
und die Verlagerungen der optischen Achsen des ersten und des zweiten
Spiegels können
auf ein ausreichend geringes Ausmaß unterdrückt werden.Also
if therefore the case
of the laser oscillator is thermally deformed, can be a deformation
the mirror support member are suppressed to a sufficiently small extent,
and the displacements of the optical axes of the first and second
Mirrors can
be suppressed to a sufficiently small extent.
Die
Erfindung wird nachstehend, auch hinsichtlich weiterer Merkmale
und Vorteile, anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme
auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.The
Invention will be hereinafter, also in terms of other features
and advantages, based on the description of embodiments and with reference
explained in more detail in the accompanying drawings.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
1 ist
eine Perspektivansicht einer ersten Ausführungsform einer Laseroszillationsvorrichtung gemäß der Erfindung; 1 Fig. 12 is a perspective view of a first embodiment of a laser oscillation apparatus according to the invention;
2 ist
eine erläuternde
Darstellung und zeigt eine Verformung eines Spiegeltragelements
bei der ersten Ausführungsform; 2 Fig. 4 is an explanatory view showing a deformation of a mirror supporting member in the first embodiment;
3 ist
eine erläuternde
Darstellung und zeigt eine Verformung eines Spiegeltragelements
in einer Vierpunktbefestigungsstruktur; 3 Fig. 4 is an explanatory view showing deformation of a mirror supporting member in a four-point fixing structure;
4 ist
eine erläuternde
Darstellung und zeigt eine Parallelität eines Spiegels bei der ersten Ausführungsform; 4 Fig. 12 is an explanatory view showing a parallelism of a mirror in the first embodiment;
5 ist
eine Perspektivansicht einer Laseroszillationsvorrichtung gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der Erfindung; 5 Fig. 10 is a perspective view of a laser oscillation apparatus according to a second embodiment of the invention;
6 ist
eine Perspektivansicht einer Laseroszillationsvorrichtung gemäß einer
dritten Ausführungsform
der Erfindung; und 6 Fig. 10 is a perspective view of a laser oscillation apparatus according to a third embodiment of the invention; and
7 ist
eine Perspektivansicht eines kastenförmigen Spiegeltragelements
gemäß der dritten Ausführungsform. 7 FIG. 10 is a perspective view of a box-shaped mirror supporting member according to the third embodiment. FIG.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORMENDESCRIPTION OF THE PREFERRED
EMBODIMENTS
Unter
Bezugnahme auf die Zeichnungen werden mehrere Ausführungsformen
der Erfindung beschrieben.Under
Referring to the drawings, several embodiments
of the invention.
Erste AusführungsformFirst embodiment
1 ist
eine Perspektivansicht einer ersten Ausführungsform einer Laseroszillationsvorrichtung gemäß der Erfindung.
Eine Laseroszillationsvorrichtung 100 in der ersten Ausführungsform
wird beispielsweise für
eine Laserstrahlmaschine verwendet. 1 is a perspective view of a first embodiment of a laser oscillation device according to the invention. A laser oscillation device 100 in the first embodiment, for example, is used for a laser beam machine.
Die
Laseroszillationsvorrichtung 100 der ersten Ausführungsform
weist einen Laseroszillator 10 und eine optische Einheit 20 auf.
Der Laseroszillator 10 hat ein Gehäuse 11 und erzeugt
Laserlicht im Inneren des Gehäuses 11.
Das Gehäuse 11 besteht aus
Metall, beispielsweise einer Stahlplatte mit quaderförmiger Kastenform,
und weist eine Vorderwand 11A, eine Rückwand 11B und eine
Umfangswand 11C auf. Das von dem Laseroszillator 10 erzeugte Laserlicht
wird in einen Laserstrahl LB umgewandelt und von der Vorderwand 11A in
der diese orthogonal kreuzenden Richtung eingeleitet. Drei Montagebasen 12A, 12B und 12C sind
an der Vorderwand 11A ausgebildet.The laser oscillation device 100 The first embodiment has a laser oscillator 10 and an optical unit 20 on. The laser oscillator 10 has a housing 11 and generates laser light inside the case 11 , The housing 11 consists of metal, for example a steel plate with a cuboid box shape, and has a front wall 11A , a back wall 11B and a peripheral wall 11C on. That of the laser oscillator 10 generated laser light is converted into a laser beam LB and from the front wall 11A initiated in this orthogonal crossing direction. Three mounting bases 12A . 12B and 12C are on the front wall 11A educated.
Als
Laseroszillator 10 wird beispielsweise der in 2 von
JP60-254 684A angegebene Laseroszillator verwendet. Der Laseroszillator
ist ein Gaslaseroszillator, und Lasergas, wie etwa CO2 ist
im Inneren des Gehäuses 11 eingekapselt.
In dem Gehäuse 11,
in dem das Lasergas eingekapselt ist, sind ein Gebläse zum Umwälzen des
Lasergases, ein Wärmetauscher
zum Kühlen
des Lasergases und ein Paar von Entladungselektroden zum Anregen
des Lasergases angeordnet, wie es in 2 von JP60-254
684A gezeigt ist.As a laser oscillator 10 For example, the in 2 used by JP60-254684A indicated laser oscillator. The laser oscillator is a gas laser oscillator, and laser gas such as CO 2 is inside the housing 11 encapsulated. In the case 11 in which the laser gas is encapsulated, a blower for circulating the laser gas, a heat exchanger for cooling the laser gas and a pair of discharge electrodes for exciting the laser gas are arranged as shown in FIG 2 from JP60-254684A.
Während des
Schwingens des Lasers tritt in dem Lasergas eine Temperaturdifferenz
auf, und somit wird in dem Gehäuse 11 eine
Temperaturverteilung erzeugt. Somit wird auf der Grundlage der Temperaturverteilung
eine thermische Verformung des Gehäuses 11 bewirkt.During the oscillation of the laser, a temperature difference occurs in the laser gas, and thus in the housing 11 generates a temperature distribution. Thus, based on the temperature distribution, a thermal deformation of the housing 11 causes.
Beispielsweise
ist der für
die Laserstrahlmaschine verwendete Laseroszillator 10 so
ausgelegt, daß er
eine hohe Ausgangsleistung hat, und somit ist die darin erzeugte
Wärmemenge
groß.
Daher ist eine thermische Verformung des Gehäuses 11 nicht zu vermeiden.For example, the laser oscillator used for the laser beam machine 10 designed so that it has a high output power, and thus the amount of heat generated therein is large. Therefore, a thermal deformation of the housing 11 can not be avoided.
Die
optische Einheit 20 weist ein Spiegelsystem 21 und
ein Spiegeltragelement 41 auf. Das Spiegelsystem 21 umfaßt einen
ersten Spiegel 22 und einen zweiten Spiegel 24,
die parallel zueinander angeordnet sind. Bei der ersten Ausführungsform
ist der erste Spiegel 22 ein zirkular-polarisierender Spiegel, und
der zweite Spiegel 24 ist ein gekrümmter Spiegel, der mit einem
Reflexionsspiegel ausgeführt
ist. Der zirkular-polarisierende
Spiegel 22 ist angebracht, um den Laserstrahl LB zu veranlassen,
unter einem Einfallswinkel von 45° in
ihn einzutreten.The optical unit 20 has a mirror system 21 and a mirror support element 41 on. The mirror system 21 includes a first mirror 22 and a second mirror 24 which are arranged parallel to each other. In the first embodiment, the first mirror is 22 a circular polarizing mirror, and the second mirror 24 is a curved mirror that is designed with a reflection mirror. The circular polarizing mirror 22 is attached to cause the laser beam LB to enter it at an incident angle of 45 °.
25 in der JP8-192 283A zeigt ein Verfahren
zum Zirkular-polarisieren eines linear-polarisierten Laserlichts,
das von dem Laseroszillator ausgegeben wird. Das linear-polarisierte
Licht kann in das zirkular-polarisierte Licht umgewandelt werden
durch Ausbilden einer dielektrischen Mehrlagenschicht, die als optische
Schicht wirksam ist, und zwar auf solche Weise, daß zwischen
den beiden Komponenten einer S-Polarisation und einer P-Polarisation
des reflektierten Laserlichts an einer Einfallsanordnung (Azimutwinkel
45°) eine
Phasendifferenz von 90° (λ/4) erzeugt
wird, wobei eine Polarisationsebene des linear-polarisierten Laserlichts
einen Winkel von 45° mit der
S-Polarisationsachse (oder der P-Polarisationsachse) an einer reflektierenden
Oberfläche
des Spiegels, der unter einem Einfallswinkel von 45° verwendet
wird, bildet, und ein solcher Spiegel wird als der zirkular-polarisierende
Spiegel bezeichnet. 25 JP8-192283A shows a method of circularly polarizing a linearly-polarized laser light output from the laser oscillator. The linearly-polarized light can be converted into the circularly-polarized light by forming a dielectric multi-layer active as an optical layer in such a manner that between the two components S-polarization and a P-polarization of the reflected laser light at an incidence arrangement (azimuth angle 45 °) a phase difference of 90 ° (λ / 4) is generated, wherein a polarization plane of the linear-polarized laser light at an angle of 45 ° with the S-polarization axis (or the P-polarization axis) at a reflecting surface of the mirror used at an incident angle of 45 °, and such a mirror is referred to as the circular-polarizing mirror.
Dabei
ist die S-Polarisation eine Komponente, die eine zu der Einfallsebene
senkrechte Polarisationsebene hat, und die P-Polarisation ist eine
Komponente, die eine dazu senkrechte Polarisationsebene hat, d.
h. die Polarisationsebene, die mit der Einfallsebene parallel ist.
Der zirkular-polarisierende Spiegel 22 ist auf die gleiche
Weise wie der in JP8-192 283A gezeigte zirkular-polarisierende Spiegel
ausgebildet.Here, the S-polarization is a component having a plane of polarization perpendicular to the plane of incidence, and the P-polarization is a component having a plane of polarization perpendicular thereto, that is, the plane of polarization parallel to the plane of incidence. The circular polarizing mirror 22 is formed in the same manner as the circular polarizing mirror shown in JP8-192283A.
Das
Spiegeltragelement 41 besteht aus Metall, es ist beispielsweise
ein Stahlblech, das zu einer rechteckigen flachen Platte geformt
ist. Das Spiegeltragelement 41 hat ein gegenüberliegendes
Paar von Hauptoberflächen 41A, 41B,
ein gegenüberliegendes
Paar von langen Seiten 42A, 42B, ein gegenüberliegendes
Paar von kurzen Seiten 42C, 42D und vier Ecken 43A bis 43D.The mirror support element 41 is made of metal, it is for example a steel sheet, which is formed into a rectangular flat plate. The mirror support element 41 has an opposite pair of major surfaces 41A . 41B , an opposite pair of long sides 42A . 42B , an opposite pair of short sides 42C . 42D and four corners 43A to 43D ,
Die
Hauptoberflächen 41A, 41B sind
parallel zueinander verlaufende Ebenen. Die Ecke 43A ist zwischen
der linken langen Seite 42A und der oberen kurzen Seite 42C gebildet,
die Ecke 43B ist zwischen der rechten langen Seite 42B und
der oberen kurzen Seite 42C gebildet, und die Ecke 43C ist
zwischen der rechten langen Seite 42B und der unteren kurzen Seite 42D gebildet.
Die Ecke 43D ist zwischen der linken langen Seite 42A und
der unteren kurzen Seite 42D gebildet.The main surfaces 41A . 41B are parallel planes. The corner 43A is between the left long side 42A and the upper short side 42C formed, the corner 43B is between the right long side 42B and the upper short side 42C formed, and the corner 43C is between the right long side 42B and the lower short side 42D educated. The corner 43D is between the left long side 42A and the lower short side 42D educated.
Der
erste Spiegel 22 ist an einem Spiegelblock 23 angebracht,
und der Spiegelblock 23 ist direkt an einer oberen Mitte
der Hauptoberfläche 41A des
Spiegeltragelements 41 angebracht. Der zweite Spiegel 24 ist
an einem Spiegelblock 25 angebracht, und der Spiegelblock 25 ist
direkt an einer unteren Mitte der Hauptoberfläche 41A des Spiegeltragelements 41 angebracht.The first mirror 22 is at a mirror block 23 attached, and the mirror block 23 is directly at an upper middle of the main surface 41A of the mirror support element 41 appropriate. The second mirror 24 is at a mirror block 25 attached, and the mirror block 25 is directly at a lower middle of the main surface 41A of the mirror support element 41 appropriate.
Die
Spiegelblöcke 23, 25 sind
als Dreiecksprismen ausgebildet, wobei die beiden Endoberflächen ein
rechtwinkliges gleichschenkliges Dreieck bilden. Die Spiegel 22, 24 werden
von den Spiegelblöcken 23, 25 in
einem Zustand gehalten, in dem ihre zentralen Oberflächen parallel
zueinander unter einem Winkel von 45° in bezug auf die Hauptoberfläche 41A des
Spiegeltragelements 41 geneigt sind.The mirror blocks 23 . 25 are formed as Dreiecksprismen, wherein the two end surfaces form a right-angled isosceles triangle. The mirror 22 . 24 be from the mirror blocks 23 . 25 held in a state in which their central surfaces parallel to each other at an angle of 45 ° with respect to the main surface 41A of the mirror support element 41 are inclined.
Der
Laserstrahl LB tritt in die Einfallsebene des ersten Spiegels 22 unter
einem Winkel von 45° ein,
wird an der Einfallsebene unter einem Winkel von 45° reflektiert,
tritt dann in die Einfallsebene des zweiten Spiegels 24 unter
einem Winkel von 45° ein und
wird an der Einfallsebene unter einem Winkel von 45° reflektiert,
so daß er
in die Bearbeitungseinheit der Laserstrahlmaschine eingeleitet wird.The laser beam LB enters the plane of incidence of the first mirror 22 at an angle of 45 °, is reflected at the plane of incidence at an angle of 45 °, then enters the plane of incidence of the second mirror 24 at an angle of 45 ° and is reflected at the plane of incidence at an angle of 45 °, so that it is introduced into the processing unit of the laser beam machine.
Das
Spiegeltragelement 41 ist an den Montagebasen 12A, 12B und 12C,
die an der Vorderwand 11A des Gehäuses 11 des Laseroszillators 10 gebildet
sind, über
eine Dreipunktbefestigungskonstruktion direkt angebracht, die nur
drei Befestigungselemente 45A, 45B und 45C aufweist.
Das Befestigungselement 45A befestigt die Ecke 43A des
Spiegeltragelements 41 an der Vorderwand 11A.The mirror support element 41 is at the assembly bases 12A . 12B and 12C on the front wall 11A of the housing 11 of the laser oscillator 10 are formed directly attached via a three-point mounting structure, the only three fasteners 45A . 45B and 45C having. The fastener 45A attached the corner 43A of the mirror support element 41 on the front wall 11A ,
Das
Befestigungselement 45B befestigt die Ecke 43B des
Spiegeltragelements 41 an der Vorderwand 11A.
Das Befestigungselement 45C befestigt die Ecke 43C des
Spiegeltragelements 41 an der Vorderwand 11A.
An der Ecke 43D ist kein Befestigungselement vorgesehen,
und somit ist die Ecke 43D nicht an der Vorderwand 11A befestigt
und ist frei.The fastener 45B attached the corner 43B of the mirror support element 41 on the front wall 11A , The fastener 45C attached the corner 43C of the mirror support element 41 on the front wall 11A , At the corner 43D no fastener is provided, and so is the corner 43D not on the front wall 11A attached and is free.
Da
also nur drei Befestigungselemente 45A, 45B und 45C die
drei Ecken 45A, 45B und 45C an der Vorderwand 11A befestigen,
sind somit die drei Befestigungselemente 45A, 45B und 45C an
den jeweiligen Spitzen eines Dreiecks positioniert. Die Befestigungselemente 45A, 45B und 45C sind
beispielsweise als Bolzen ausgebildet, die jeweils die gleichen äußeren Dimensionen
haben.So there are only three fasteners 45A . 45B and 45C the three corners 45A . 45B and 45C on the front wall 11A fasten, so are the three fasteners 45A . 45B and 45C positioned at the respective apex of a triangle. The fasteners 45A . 45B and 45C For example, are formed as bolts, each having the same outer dimensions.
Die 2 und 3 dienen
der Erläuterung einer
wärmebedingten
Verformung der Vorderwand 11A des Gehäuses 11 des Laseroszillators 10 und
einer Verformung des damit zusammenwirkenden Spiegeltragelements 41. 2 zeigt
die thermische Verformung der Vorderwand 11A der Dreipunktbefestigungskonstruktion
gemäß der ersten
Ausführungsform
und die Verformung des zugehörigen Spiegeltragelements,
und 3 zeigt die thermische Verformung der Vorderwand 11A bei
der Vierpunktbefestigungskonstruktion und die Verformung des zugehörigen Spiegeltragelements 41 zum
Vergleich mit 2.The 2 and 3 serve to explain a heat-induced deformation of the front wall 11A of the housing 11 of the laser oscillator 10 and a deformation of the cooperating mirror support member 41 , 2 shows the thermal deformation of the front wall 11A the three-point attachment structure according to the first embodiment and the deformation of the associated mirror support member, and 3 shows the thermal deformation of the front wall 11A in the four-point mounting structure and the deformation of the associated mirror support member 41 for comparison with 2 ,
Die
Dreipunktbefestigungskonstruktion in 2 ist eine
Konstruktion, bei der die Ecken 43A bis 43C des
Spiegeltragelements 41 mit den Befestigungselementen 45A bis 45C an
den Montagebasen 12A bis 12C der Vorderwand 11A befestigt
sind.The three-point mounting construction in 2 is a construction in which the corners 43A to 43C of the mirror support element 41 with the fasteners 45A to 45C at the mounting bases 12A to 12C the front wall 11A are attached.
Die
Vierpunktbefestigungskonstruktion in 3 ist eine
Konstruktion, bei der außerdem
das Befestigungselement 45D an der Ecke 43D des
Spiegeltragelements 41 vorgesehen ist, und das Spiegeltragelement 41 ist
mit den vier Befestigungselementen 45A bis 45D an
den Montagebasen 12A bis 12D der Vorderwand 11A befestigt.The four-point attachment construction in 3 is a construction in which also the fastener 45D at the corner 43D of the mirror support element 41 is provided, and the mirror support member 41 is with the four attachment themes th 45A to 45D at the mounting bases 12A to 12D the front wall 11A attached.
Selbst
wenn die Vorderwand 11A im Fall der Dreipunktbefestigungskonstruktion
der ersten Ausführungsform
thermisch verformt wird, wie in 2 zu sehen
ist, wird das Spiegeltragelement 41 nur geringfügig verformt.
Bei der Vierpunktbefestigungskonstruktion jedoch findet in dem Spiegeltragelement 41 eine
signifikante Verformung im Zusammenhang mit der thermischen Verformung
der Vorderwand 11A statt, wie 3 zeigt.Even if the front wall 11A is thermally deformed in the case of the three-point fixing structure of the first embodiment, as in 2 can be seen, becomes the mirror support element 41 only slightly deformed. However, in the four-point mounting structure, in the mirror support member takes place 41 a significant deformation associated with the thermal deformation of the front wall 11A instead of, how 3 shows.
Dabei
wird von einem Fall ausgegangen, in dem sich die Montagebasen 12A bis 12D der
Vorderwand 11A auf der Basis der thermischen Verformung der
Vorderwand 11A in unterschiedlichem Maß ausdehnen. Bei der Vierpunktbefestigungskonstruktion verändert sich
die Parallelität
zwischen den langen Seiten 42A und 42B bzw. den
kurzen Seiten 42C und 42D auf der Grundlage des
voneinander verschiedenen Grads der Ausdehnung der jeweiligen Montagebasen 12A bis 12D infolge
einer zu starken Festlegung durch die vier Befestigungselemente 45A bis 45D.It is assumed that a case in which the mounting bases 12A to 12D the front wall 11A based on the thermal deformation of the front wall 11A expand to different degrees. In the four-point mounting structure, the parallelism between the long sides changes 42A and 42B or the short sides 42C and 42D based on the different degrees of expansion of the respective mounting bases 12A to 12D due to over-tightening by the four fasteners 45A to 45D ,
Da
die Flachheit des Spiegeltragelements 41 eine Änderung
erfährt,
wird somit der relative Winkel der Spiegel 22, 24 geändert und
ihre Parallelität
beeinträchtigt.
Wenn die Vielfachpunktbefestigungskonstruktion mit vier oder mehr
Befestigungspunkten angewandt wird, so wird die übermäßige Festlegung gegenüber der
Vierpunktbefestigungskonstruktion und damit die Änderung des relativen Winkels
der Spiegel 22, 24 weiter verstärkt.Because the flatness of the mirror support element 41 a change undergoes, thus, the relative angle of the mirror 22 . 24 changed and affected their parallelism. When the multi-point mounting structure having four or more attachment points is employed, the over-tightening relative to the four-point attachment structure, and hence the change in the relative angle, becomes the mirror 22 . 24 further strengthened.
Wenn
bei der Dreipunktbefestigungskonstruktion der ersten Ausführungsform
die Vorderwand 11A des Gehäuses 11 thermisch
verformt wird, verlagern sich eine das Befestigungselement 45A und
das Befestigungselement 45B verbindende Linie sowie eine
das Befestigungselement 45B und das Befestigungselement 45C verbindende
Linie.When in the three-point mounting structure of the first embodiment, the front wall 11A of the housing 11 thermally deformed, a shift the fastener 45A and the fastener 45B connecting line as well as a fastener 45B and the fastener 45C connecting line.
Da
jedoch die Ecke 43D frei ist, wird eine beide Seiten einschließende Ebene
eindeutig bestimmt, und somit ändert
sich die Flachheit nicht. Daher wird auch die Flachheit des Spiegeltragelements 41 konstant,
so daß der
relative Winkel zwischen dem zirkular-polarisierenden Spiegel 22 und
dem gekrümmten Spiegel 24 konstantgehalten
werden kann.However, because the corner 43D is free, a plane enclosing both sides is uniquely determined, and thus the flatness does not change. Therefore, the flatness of the mirror support member also becomes 41 constant, so that the relative angle between the circular-polarizing mirror 22 and the curved mirror 24 can be kept constant.
4 ist
eine erläuternde
Darstellung in bezug auf die Parallelität der Spiegel 22, 24.
Da das Spiegeltragelement 41 an der Vorderwand 11A des Gehäuses 11 in
dem Laseroszillator 10 befestigt ist, so ist eine Lageänderung
des Spiegeltragelements 41 im Zusammenhang mit der thermischen
Verformung der Vorderwand 11A unvermeidlich. Bei der Dreipunktbefestigungskonstruktion
der ersten Ausführungsform
ist jedoch die Änderung
der Lage des Spiegeltragelements 41 monoton, und seine
Lageänderung
ist derart, daß die
Parallelität
des zirkular-polarisierenden
Spiegels 22 und des gekrümmten Spiegels 24 im
wesentlichen aufrechterhalten wird. 4 is an explanatory illustration with respect to the parallelism of the mirrors 22 . 24 , Because the mirror support element 41 on the front wall 11A of the housing 11 in the laser oscillator 10 is fixed, so is a change in position of the mirror support member 41 in connection with the thermal deformation of the front wall 11A inevitable. However, in the three-point fixing structure of the first embodiment, the change is in the posture of the mirror supporting member 41 monotone, and its change in position is such that the parallelism of the circular-polarizing mirror 22 and the curved mirror 24 is essentially maintained.
Bei
der monotonen Lageänderung
derart, daß sich
beispielsweise der erste Spiegel 22 von der Vorderwand 11A weg
bewegt im Vergleich mit dem zweiten Spiegel 24, wie in 4 gezeigt
ist, wird die Parallelität
der Spiegel 22, 24 im wesentlichen aufrechterhalten.
In diesem Fall ändern
sich die Winkel der optischen Achsen der Spiegel 22, 24 von
einem mit ausgezogener Linie gezeigten Zustand in einen Zustand
entsprechend der gestrichelten Linie in 4.In the monotonous change in position such that, for example, the first mirror 22 from the front wall 11A moved away in comparison with the second mirror 24 , as in 4 shown is the parallelism of the mirror 22 . 24 essentially maintained. In this case, the angles of the optical axes of the mirrors change 22 . 24 from a state shown in a solid line to a state corresponding to the broken line in FIG 4 ,
Da
jedoch die Winkeländerung
der optischen Achse des ersten Spiegels 22 und die Winkeländerung
der optischen Achse des zweiten Spiegels 22 einander im
wesentlichen aufheben, tritt eine Änderung des Winkels der optischen
Achse des von dem zweiten Spiegel 24 ausgegebenen Laserstrahls
LB im wesentlichen nicht auf, es wird im wesentlichen ein konstanter
Winkel aufrechterhalten, und die Änderung der Bearbeitungsposition
kann im wesentlichen vermieden werden, so daß eine bevorzugte Bearbeitungsgüte sichergestellt
wird.However, since the angular change of the optical axis of the first mirror 22 and the angle change of the optical axis of the second mirror 22 substantially cancel one another, a change in the angle of the optical axis of the second mirror occurs 24 outputted laser beam LB is substantially not on, it is maintained at a substantially constant angle, and the change in the processing position can be substantially avoided, so that a preferred processing quality is ensured.
Wie
vorstehend beschrieben, sind gemäß der ersten
Ausführungsform
sowohl der erste Spiegel 22 als auch der zweite Spiegel 24 an
dem Spiegeltragelement 41 angebracht, und das Spiegeltragelement 41 ist
an dem Gehäuse 11 in
dem Laseroszillator 10 nur mit den drei Befestigungselementen 45A bis 45C befestigt,
die an den jeweiligen Spitzen eines Dreiecks liegen.As described above, according to the first embodiment, both the first mirror 22 as well as the second mirror 24 on the mirror support element 41 attached, and the mirror support element 41 is on the case 11 in the laser oscillator 10 only with the three fasteners 45A to 45C attached, which lie at the respective tips of a triangle.
Daher
kann eine Verformung des Spiegeltragelements 41 im Zusammenhang
mit der thermischen Verformung des Gehäuses 11 auf ein hinreichend
kleines Ausmaß begrenzt
werden, so daß die Änderung
der optischen Achse des Laserlichts in Grenzen gehalten werden kann.Therefore, deformation of the mirror support member 41 in connection with the thermal deformation of the housing 11 be limited to a sufficiently small extent, so that the change in the optical axis of the laser light can be limited.
Zweite AusführungsformSecond embodiment
5 ist
eine Perspektivansicht einer zweiten Ausführungsform der Laseroszillationsvorrichtung
gemäß der Erfindung.
Eine Laseroszillationsvorrichtung 100A gemäß der zweiten
Ausführungsform verwendet
anstelle der optischen Einheit 20 der ersten Ausführungsform
eine optische Einheit 20A. Die optische Einheit 20A weist
ein Spiegelsystem 21, eine Spiegeltragkonstruktion 30 und
ein Spiegeltragelement 411 auf. Das Spiegelsystem 21 weist
wie bei der ersten Ausführungsform
den ersten Spiegel 22 und den zweiten Spiegel 24 auf. 5 Fig. 10 is a perspective view of a second embodiment of the laser oscillation apparatus according to the invention. A laser oscillation device 100A used according to the second embodiment instead of the optical unit 20 the first embodiment, an optical unit 20A , The optical unit 20A has a mirror system 21 , a mirror-bearing construction 30 and a mirror support element 411 on. The mirror system 21 has the first mirror as in the first embodiment 22 and the second mirror 24 on.
Die
Spiegeltragkonstruktion 30 trägt die Spiegel 22, 24 gemeinsam.
Die Spiegeltragkonstruktion 30 ist ein zylindrisches Spiegeltragelement 31 der
zweiten Ausführungsform.
Das Spiegeltragelement 411 weist ein Paar von Montagearmen 46 zusätzlich zu
dem bei der ersten Ausführungsform
verwendeten Spiegeltragelement 41 auf.The mirror support structure 30 wears the mirror 22 . 24 together. The mirror support structure 30 is a cylindrical mirror support element 31 the second embodiment. The mirror support element 411 has a pair of mounting arms 46 in addition to the mirror supporting member used in the first embodiment 41 on.
Der
Montagearm 46 ist integral mit einer Hauptoberfläche 41A des
Spiegeltragelements 411 ausgebildet, und das Spiegeltragelement 31 ist
an dem Spiegeltragelement 411 über den Montagearm 46 angebracht.The mounting arm 46 is integral with a main surface 41A of the mirror support element 411 formed, and the mirror support member 31 is on the mirror support element 411 over the mounting arm 46 appropriate.
Ein
Spiegelblock 23A, an dem der erste Spiegel 22 angebracht
ist, und ein Spiegelblock 25A, an dem der zweite Spiegel 24 angebracht
ist, sind zylindrisch ausgebildet, so daß sie in beide Enden des zylindrischen
Spiegeltragelements 31 geschraubt werden können. Die
sonstigen Ausbildungen sind die gleichen wie bei der ersten Ausführungsform.A mirror block 23A at which the first mirror 22 attached, and a mirror block 25A at which the second mirror 24 are mounted, are cylindrical, so that they in both ends of the cylindrical mirror support member 31 can be screwed. The other embodiments are the same as in the first embodiment.
Auch
bei der zweiten Ausführungsform
sind drei Ecken 43A bis 43C von den vier Ecken 43A bis 43D des
Spiegeltragelements 411 an der Vorderwand 11A des
Gehäuses 11 in
der Laseroszillationsvorrichtung 10 mit der Dreipunktbefestigungskonstruktion befestigt,
die nur die drei Befestigungselemente 45A bis 45C umfaßt, und
an der Ecke 43D ist kein Befestigungselement vorgesehen,
so daß die Ecke 43D frei
bleibt.Also in the second embodiment are three corners 43A to 43C from the four corners 43A to 43D of the mirror support element 411 on the front wall 11A of the housing 11 in the laser oscillation apparatus 10 fastened with the three-point mounting structure, the only the three fasteners 45A to 45C covers, and at the corner 43D no fastener is provided so that the corner 43D remains free.
Das
Spiegeltragelement 31 ist aus Metall, beispielsweise einer
Stahlplatte, zu Zylindergestalt geformt und hat eine höhere Steifigkeit
als die flache Platte. Das Spiegeltragelement 31 ist so
angeordnet, daß es
der Vorderwand 11A des Gehäuses 11 so gegenüberliegt,
daß seine
Mittelachse entlang der Vertikalrichtung verläuft.The mirror support element 31 is made of metal, such as a steel plate, shaped into a cylindrical shape and has a higher rigidity than the flat plate. The mirror support element 31 is arranged so that it is the front wall 11A of the housing 11 so that its central axis runs along the vertical direction.
Der
Spiegelblock 23A des ersten Spiegels 22 ist an
dem oberen Ende des Spiegeltragelements 31 angebracht,
und der Spiegelblock 25A des zweiten Spiegels 24 ist
an dem unteren Ende des Spiegeltragelements 31 angebracht.
Auch bei der zweiten Ausführungsform
ist der erste Spiegel 22 ein zirkular-polarisierender Spiegel,
und der zweite Spiegel 24 ist ein gekrümmter Spiegel.The mirror block 23A the first mirror 22 is at the upper end of the mirror support element 31 attached, and the mirror block 25A of the second mirror 24 is at the lower end of the mirror support element 31 appropriate. Also in the second embodiment, the first mirror 22 a circular polarizing mirror, and the second mirror 24 is a curved mirror.
Der
Laserstrahl LB von dem Laseroszillator 10 tritt in die
Einfallsebene des zirkular-polarisierenden
Spiegels 22 unter einem Einfallswinkel von 45° ein, wird
in der Einfallsebene unter einem Winkel von 45° reflektiert, geht dann durch
das Innere des Spiegeltragelements 31, tritt in die Einfallsebene
des gekrümmten
Spiegels 24 unter einem Winkel von 45° ein, wird von der Einfallsebene
unter einem Winkel von 45° reflektiert
und in die Bearbeitungseinheit der Laserstrahlmaschine eingeleitet.The laser beam LB from the laser oscillator 10 enters the plane of incidence of the circular polarizing mirror 22 at an angle of incidence of 45 ° is reflected in the plane of incidence at an angle of 45 °, then passes through the interior of the mirror support member 31 , enters the plane of incidence of the curved mirror 24 at an angle of 45 ° is reflected from the plane of incidence at an angle of 45 ° and introduced into the processing unit of the laser beam machine.
Eine
Kühlleitung 33 ist
an den Spiegelblöcken 23A, 25A befestigt.
Kühlwasser 34 wird
der Kühlleitung 33 zugeführt, um
die Spiegel 22, 24 zu kühlen. Der in der Laserstrahlmaschine
verwendete Laseroszillator 10 hat eine hohe Ausgangsleistung, und
somit absorbieren die Spiegel 22, 24 einen Teil des
Hochleistungs-Laserstrahls LB. Daher ist eine Kühlung der Spiegel 22, 24 mittels
der Kühlleitung 33 wichtig.A cooling line 33 is at the mirror blocks 23A . 25A attached. cooling water 34 becomes the cooling line 33 fed to the mirrors 22 . 24 to cool. The laser oscillator used in the laser beam machine 10 has a high output power, and thus absorb the mirrors 22 . 24 a part of the high power laser beam LB. Therefore, cooling is the mirror 22 . 24 by means of the cooling line 33 important.
Die
Temperatur des Spiegeltragelements 31 ist gleich der Außentemperatur
vor dem Betrieb des Laseroszillators 10, und somit haben
sämtliche
Teile des Spiegeltragelements 31 die gleiche Temperatur wie
die Außentemperatur.
Wenn jedoch die Spiegelblöcke 23A, 25A durch
die Kühlleitung 33 im
Zusammenhang mit dem Betriebsbeginn des Laseroszillators 10 gekühlt werden,
fallen die Temperaturen in den Außenbereichen der Spiegel 22, 24 und
in den Außenbereichen
der angeschlossenen Bereiche der Kühlleitung 33 lokal
ab, und somit wird in dem Spiegeltragelement 31 eine lokale
Temperaturänderung erzeugt,
so daß in
dem Spiegeltragelement 31 eine Wärmebeanspruchung auftritt.The temperature of the mirror support element 31 is equal to the outside temperature before operation of the laser oscillator 10 , and thus have all parts of the mirror support member 31 the same temperature as the outside temperature. However, if the mirror blocks 23A . 25A through the cooling line 33 in connection with the start of operation of the laser oscillator 10 cooled, the temperatures fall in the outer areas of the mirror 22 . 24 and in the outer areas of the connected areas of the cooling line 33 locally, and thus becomes in the mirror support element 31 generates a local temperature change, so that in the mirror support member 31 a thermal stress occurs.
Da
jedoch das Spiegeltragelement 31 eine Zylindergestalt und
damit eine höhere
Steifigkeit als eine flache Platte hat, wird eine Verformung, wie
etwa Verbiegen oder Verdrehen, trotz der aufgebrachten Wärmebeanspruchung
auf ein geringes Maß begrenzt.
Somit ist die Verformung des Spiegeltragelements 31 auch
dann gering, wenn es durch die Kühlleitung 33 gekühlt wird,
und dadurch kann die Parallelität
der Spiegel 22, 24 im wesentlichen aufrechterhalten
werden, so daß eine Änderung
der optischen Achse des Laserstrahls LB auf ein sehr geringes Maß begrenzt
werden kann.However, since the mirror support element 31 has a cylinder shape and thus a higher rigidity than a flat plate, deformation such as bending or twisting is limited to a small extent despite the applied heat stress. Thus, the deformation of the mirror support member 31 low even when passing through the cooling line 33 is cooled, and thereby can the parallelism of the mirror 22 . 24 are substantially maintained, so that a change in the optical axis of the laser beam LB can be limited to a very small degree.
Es
wird die gleiche Wirkung wie bei der ersten Ausführungsform erzielt, und außerdem ist
das Spiegeltragelement 31 der zweiten Ausführungsform als
Zylinder mit hoher Steifigkeit ausgebildet. Selbst wenn daher die
Spiegel 22, 24 durch die Kühlleitung 33 gekühlt werden,
ist die Verformung des Spiegeltragelements 31 gering, und
somit kann die Parallelität
der Spiegel 22, 24 im wesentlichen beibehalten werden.
Daher kann eine Änderung
der optischen Achse des Laserstrahls LB auf ein hinreichend geringes
Maß begrenzt
werden, und es wird eine bevorzugte Bearbeitung erzielt.The same effect as in the first embodiment is obtained, and further, the mirror supporting member is 31 The second embodiment is designed as a cylinder with high rigidity. Even if therefore the mirrors 22 . 24 through the cooling line 33 be cooled, is the deformation of the mirror support member 31 low, and thus can the parallelism of the mirror 22 . 24 be maintained substantially. Therefore, a change in the optical axis of the laser beam LB can be limited to a sufficiently small extent, and a preferable processing is achieved.
Dritte AusführungsformThird embodiment
Die
Perspektivansicht gemäß 6 zeigt eine
dritte Ausführungsform
der Laseroszillationsvorrichtung der Erfindung. 7 ist
eine Perspektivansicht eines kastenförmigen Spiegeltragelements 35 bei
der dritten Ausführungsform,
und zwar von der Seite des Laseroszillators 10 gesehen.The perspective view according to 6 shows a third embodiment of the laser oscillation apparatus of the invention. 7 is a perspective view of a box-shaped mirror support member 35 in the third embodiment, from the side of the laser oscillator 10 seen.
Eine
Laseroszillationsvorrichtung 100B gemäß der dritten Ausführungsform
weist den Laseroszillator 10, ein Abstützsubstrat 17 und
eine optische Einheit 20B auf. Das Abstützsubstrat 17 ist
beispielsweise horizontal angeordnet. Der Laseroszillator 10 und
die optische Einheit 20B sind in einem Abstand voneinander
auf dem Abstützsubstrat 17 angebracht, und
der Laseroszillator 10 und die optische Einheit 20B sind
auf dem gemeinsamen Substrat 17 mechanisch miteinander
verbunden.A laser oscillation device 100B ge According to the third embodiment, the laser oscillator 10 , a supporting substrate 17 and an optical unit 20B on. The support substrate 17 is arranged horizontally, for example. The laser oscillator 10 and the optical unit 20B are at a distance from each other on the support substrate 17 attached, and the laser oscillator 10 and the optical unit 20B are on the common substrate 17 mechanically interconnected.
Der
Laseroszillator 10 ist an dem Abstützsubstrat 17 mit
Befestigungselementen 15 derart angebracht, daß eine von
einer Umfangswand 11C ausgehende Bodenwand 13 mit
dem Abstützsubstrat 17 verbunden
ist. Die Bodenwand 13 hat rechtwinklige Form und vier Ecken 14,
und sämtliche
Ecken 14 sind an dem Abstützsubstrat 17 mit
den Befestigungselementen 15 befestigt. Die Befestigungselemente 15 sind
beispielsweise Bolzen.The laser oscillator 10 is on the support substrate 17 with fasteners 15 mounted such that one of a peripheral wall 11C outgoing bottom wall 13 with the support substrate 17 connected is. The bottom wall 13 has rectangular shape and four corners 14 , and all corners 14 are on the support substrate 17 with the fasteners 15 attached. The fasteners 15 are for example bolts.
Die
optische Einheit 20B weist das Spiegelsystem 21 und
eine Spiegeltragkonstruktion 30 auf. Das Spiegelsystem 21 umfaßt den ersten
Spiegel 22 und den zweiten Spiegel 24 wie bei
der ersten Ausführungsform,
und die Spiegel 22, 24 sind an den Spiegelblöcken 23 bzw. 25 ebenso
wie bei der ersten Ausführungsform
befestigt. Die Spiegelblöcke 23, 25 sind
mit der Kühlleitung 33 versehen.
Die Kühlleitung 33 wird
mit Kühlwasser 34 zum
Kühlen
der Spiegel 22, 24 gespeist.The optical unit 20B has the mirror system 21 and a mirror support structure 30 on. The mirror system 21 includes the first mirror 22 and the second mirror 24 as in the first embodiment, and the mirrors 22 . 24 are at the mirror blocks 23 respectively. 25 as in the first embodiment attached. The mirror blocks 23 . 25 are with the cooling line 33 Mistake. The cooling line 33 is with cooling water 34 to cool the mirrors 22 . 24 fed.
Die
Spiegeltragkonstruktion 30 der dritten Ausführungsform
ist mit einem kastenförmigen
Spiegeltragelement 35 versehen. Das kastenförmige Spiegeltragelement 35 ist
aus Metall, beispielsweise einer Stahlplatte, zu einer quaderförmigen Kastengestalt
geformt. Das kastenförmige
Spiegeltragelement 35 umfaßt ein Spiegeltragelement 412,
ein gegenüberliegendes
Paar von Seitenwänden 36A, 36B,
eine obere Wand 27, die dem Spiegeltragelement 412 gegenüberliegt,
eine Vorderwand 38 und ein Paar von Diagonalrippen 39A, 39B.
Das Spiegeltragelement 412, das Paar von Seitenwänden 36A, 36B,
die obere Wand 37, die Vorderwand 38 und das Paar
von Diagonalrippen 39A und 39B sind miteinander
integral ausgebildet.The mirror support structure 30 the third embodiment is with a box-shaped mirror support member 35 Mistake. The box-shaped mirror support element 35 is formed of metal, such as a steel plate, to a cuboid box shape. The box-shaped mirror support element 35 comprises a mirror support element 412 , an opposite pair of side walls 36A . 36B , an upper wall 27 that the mirror support element 412 opposite, a front wall 38 and a pair of diagonal ribs 39A . 39B , The mirror support element 412 , the pair of side walls 36A . 36B , the upper wall 37 , the front wall 38 and the pair of diagonal ribs 39A and 39B are integrally formed with each other.
Das
kastenförmige
Spiegeltragelement 35 weist vier Ecken 35A bis 35D auf.
Die Ecke 35A ist zwischen der Seitenwand 36A und
der oberen Wand 37 gebildet. Die Ecke 35B ist
zwischen der Seitenwand 36B und der oberen Wand 37 gebildet.
Die Ecke 35C ist zwischen der Seitenwand 36A und
dem Spiegeltragelement 412 gebildet. Die Ecke 35D ist zwischen
der Seitenwand 36B und dem Spiegeltragelement 412 gebildet.
Die Diagonalrippe 39A ist so ausgebildet, daß sie sich
zwischen der Ecke 35A und der Ecke 36D erstreckt.
Die Diagonalrippe 39B ist so ausgebildet, daß sie sich
zwischen der Ecke 35B und der Ecke 36C erstreckt.
Die Diagonalrippen 39A, 39B kreuzen einander an
ihren Mittelpunkten.The box-shaped mirror support element 35 has four corners 35A to 35D on. The corner 35A is between the sidewall 36A and the upper wall 37 educated. The corner 35B is between the sidewall 36B and the upper wall 37 educated. The corner 35C is between the sidewall 36A and the mirror support element 412 educated. The corner 35D is between the sidewall 36B and the mirror support element 412 educated. The diagonal rib 39A is designed to be between the corner 35A and the corner 36D extends. The diagonal rib 39B is designed to be between the corner 35B and the corner 36C extends. The diagonal ribs 39A . 39B cross each other at their midpoints.
Der
Spiegelblock 23 ist an einer oberen Mitte der Vorderwand 38 des
kastenförmigen
Spiegeltragelements 35 angebracht, und der Spiegelblock 25 ist an
einer unteren Mitte der Vorderwand 38 angebracht. Auch
bei der dritten Ausführungsform
ist der erste Spiegel 22 der zirkular-polarisierende Spiegel, und
der zweite Spiegel 24 ist der gekrümmte Spiegel.The mirror block 23 is at an upper middle of the front wall 38 the box-shaped mirror support element 35 attached, and the mirror block 25 is at a lower middle of the front wall 38 appropriate. Also in the third embodiment, the first mirror 22 the circular polarizing mirror, and the second mirror 24 is the curved mirror.
Der
Laserstrahl LB von dem Laseroszillator 10 tritt in die
Einfallsebene des ersten Spiegels 22 unter einem Einfallswinkel
von 45° ein,
wird von der Einfallsebene unter einem Winkel von 45° reflektiert, tritt
dann in eine Einfallsebene des zweiten Spiegels 24 unter
einem Einfallswinkel von 45° ein,
wird von der Einfallsebene unter einem Winkel von 45° reflektiert
und dann in die Bearbeitungseinheit der Laserstrahlmaschine eingeleitet.The laser beam LB from the laser oscillator 10 enters the plane of incidence of the first mirror 22 at an angle of incidence of 45 ° is reflected from the plane of incidence at an angle of 45 °, then enters an incident plane of the second mirror 24 at an angle of incidence of 45 ° is reflected from the plane of incidence at an angle of 45 ° and then introduced into the processing unit of the laser beam machine.
Das
Spiegeltragelement 412 ist zu einer Rechteckgestalt geformt.
Das Spiegeltragelement 412 hat vier Ecken 43A bis 43D ebenso
wie das Spiegeltragelement 41 der ersten Ausführungsform
und ist auf dem Abstützsubstrat 17 mittels
der Dreipunktbefestigungskonstruktion angebracht. Die Befestigungselemente 45A bis 45C sind
jeweils an drei Ecken 43A bis 43C der vier Ecken 43A bis 43D angeordnet,
und die Ecken 43A bis 43C sind an dem Abstützsubstrat 17 durch
die jeweiligen Befestigungselemente 45A bis 45C befestigt.The mirror support element 412 is shaped into a rectangular shape. The mirror support element 412 has four corners 43A to 43D as well as the mirror support element 41 of the first embodiment and is on the support substrate 17 attached by means of the three-point fastening construction. The fasteners 45A to 45C are each at three corners 43A to 43C the four corners 43A to 43D arranged, and the corners 43A to 43C are on the support substrate 17 through the respective fastening elements 45A to 45C attached.
Die
Befestigungselemente 45A bis 45C legen die Ecken 43A bis 43C an
den Montagebasen 12A bis 12C fest, die an dem
Abstützsubstrat 17 gebildet
sind. An der Ecke 43D ist kein Befestigungselement vorgesehen,
und die Ecke 43 bleibt frei. Das Spiegeltragelement 412 hat
die Dreipunktbefestigungskonstruktion mit nur drei Befestigungselementen 45A bis 45C.
Das Abstützsubstrat 17 wird
durch Wärme
von dem Laseroszillator 10 verformt.The fasteners 45A to 45C put the corners 43A to 43C at the mounting bases 12A to 12C fixed to the support substrate 17 are formed. At the corner 43D no fastener is provided, and the corner 43 stay free. The mirror support element 412 has the three-point mounting structure with only three fasteners 45A to 45C , The support substrate 17 is due to heat from the laser oscillator 10 deformed.
Das
Spiegeltragelement 412 ist jedoch an dem Abstützsubstrat 17 mit
der Dreipunktbefestigungskonstruktion befestigt. Daher wird die
Verformung des kastenförmigen
Spiegeltragelements 35 im Zusammenhang mit der Verformung
des Abstützsubstrats 17 auf
ein sehr kleines Ausmaß begrenzt.The mirror support element 412 but is on the support substrate 17 attached with the three-point mounting structure. Therefore, the deformation of the box-shaped mirror support member becomes 35 in connection with the deformation of the support substrate 17 limited to a very small extent.
Die
Temperatur des kastenförmigen
Spiegeltragelements 35 entspricht vor dem Betrieb des Laseroszillators 10 der
Außentemperatur,
und somit haben sämtliche
Teile des Spiegeltragelements 35 eine der Außentemperatur
entsprechende Temperatur. Wenn jedoch die Spiegelblöcke 23, 25 von
der Kühlleitung 33 im
Zusammenhang mit dem Betriebsbeginn des Laseroszillators 10 gekühlt werden,
fällt die Temperatur
der Vorderwand 38 im Außenbereich der Spiegelblöcke 23, 25 lokal
ab, und somit wird in der Vorderwand 38 eine lokale Temperaturänderung
erzeugt, und in dem kastenförmigen
Spiegeltragelement 35 tritt eine Wärmebeanspruchung auf.The temperature of the box-shaped mirror support element 35 corresponds to the operation of the laser oscillator 10 the outside temperature, and thus have all parts of the mirror support member 35 a temperature corresponding to the outside temperature. However, if the mirror blocks 23 . 25 from the cooling line 33 in connection with the start of operation of the laser oscillator 10 cooled, the temperature of the front wall drops 38 in the outer area of the mirror blocks 23 . 25 locally, and thus is in the front wall 38 a local temperature change he witnesses, and in the box-shaped mirror support element 35 occurs a thermal stress.
Da
aber das kastenförmige
Spiegeltragelement 35 eine Kastengestalt mit hoher Steifigkeit
einschließlich
der Diagonalrippen 39A, 39B hat, ist eine Verformung,
wie etwa Verbiegen oder Verzerren der Vorderwand 38 des
kastenförmigen Spiegeltragelements 35,
auf ein hinreichend geringes Ausmaß begrenzt, auch wenn eine
Wärmebeanspruchung
auftritt.But since the box-shaped mirror support element 35 a box shape with high rigidity including the diagonal ribs 39A . 39B has, is a deformation, such as bending or distorting the front wall 38 the box-shaped mirror support element 35 , limited to a sufficiently low level, even when a thermal stress occurs.
Daher
ist die Verformung des kastenförmigen
Spiegeltragelements 35 auch dann gering, wenn es von der
Kühlleitung 33 gekühlt wird,
und somit kann die Parallelität
der Spiegel 22, 24 im wesentlichen aufrechterhalten
werden, so daß eine Änderung der
optischen Achse des Laserstrahls LB auf ein sehr geringes Ausmaß begrenzt
werden kann.Therefore, the deformation of the box-shaped mirror support member 35 low even if it is from the cooling line 33 is cooled, and thus can the parallelism of the mirror 22 . 24 are substantially maintained, so that a change in the optical axis of the laser beam LB can be limited to a very small extent.
Bei
der dritten Ausführungsform
wird die gleiche Wirkung wie bei der ersten Ausführungsform erzielt, und außerdem ist
das kastenförmige
Spiegeltragelement 35 so ausgebildet, daß es durch
die Diagonalrippen 39A, 39B eine hohe Steifigkeit
hat. Auch wenn daher die Spiegel 22, 24 von der
Kühlleitung 33 gekühlt werden,
ist die Verformung des Spiegeltragelements 35 gering, und
somit kann die Parallelität
der Spiegel 22, 24 im wesentlichen beibehalten
werden.In the third embodiment, the same effect as in the first embodiment is obtained, and further, the box-shaped mirror support member 35 designed so that it passes through the diagonal ribs 39A . 39B has a high rigidity. Even though, therefore, the mirrors 22 . 24 from the cooling line 33 be cooled, is the deformation of the mirror support member 35 low, and thus can the parallelism of the mirror 22 . 24 be maintained substantially.
Daher
kann eine Änderung
der optischen Achse des Laserstrahls LB auf ein sehr geringes Ausmaß begrenzt
werden, und es wird eine bevorzugte Bearbeitung erreicht.Therefore
can be a change
the optical axis of the laser beam LB is limited to a very small extent
and a preferred processing is achieved.
Der
erste Spiegel 22 ist ein zirkular-polarisierender Spiegel,
und der zweite Spiegel 24 ist ein gekrümmter Spiegel bei der ersten,
der zweiten und der dritten Ausführungsform.
Wenn jedoch die Schwingungswellenlänge des Laserlichts gewählt werden soll,
werden sowohl der erste als auch der zweite Spiegel 22, 24 durch
dichroitische Spiegel ersetzt. Auch in diesem Fall kann die gleiche
Auswirkung wie bei der ersten, zweiten und dritten Ausführungsform erreicht
werden.The first mirror 22 is a circular-polarizing mirror, and the second mirror 24 is a curved mirror in the first, second and third embodiments. However, when the oscillation wavelength of the laser light is to be selected, both the first and second mirrors become 22 . 24 replaced by dichroic mirrors. Also in this case, the same effect as in the first, second and third embodiments can be achieved.
Die
Laseroszillationsvorrichtung der Erfindung wird für Einrichtungen
verwendet, bei denen ein Hochleistungs-Laserlicht genutzt wird,
wie etwa bei einer Laserstrahlmaschine.The
Laser oscillation apparatus of the invention is used for facilities
used in which a high-power laser light is used,
like a laser beam machine.
Für den Fachmann
sind zahlreiche Modifikationen und Abwandlungen der Erfindung ersichtlich, ohne
vom Umfang der Erfindung abzuweichen, und es versteht sich, daß die Erfindung
nicht auf die hier beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen beschränkt ist.For the expert
Numerous modifications and variations of the invention can be seen without
to deviate from the scope of the invention, and it is understood that the invention
is not limited to the exemplary embodiments described herein.