DE102016121318B4

DE102016121318B4 - Laserbearbeitungskopf mit zirkulationsweg zum umwälzen von kühlmittel

Info

Publication number: DE102016121318B4
Application number: DE102016121318.7A
Authority: DE
Inventors: Takashi Izumi
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2015-11-18
Filing date: 2016-11-08
Publication date: 2020-12-10
Anticipated expiration: 2036-11-09
Also published as: JP2017094339A; JP6407841B2; CN107052574B; US20170136581A1; US10543568B2; CN107052574A; DE102016121318A1

Abstract

Laserbearbeitungskopf (10), der dafür eingerichtet ist, einen Laserstahl zu konzentrieren und ihn auf ein Werkstück (W) zu strahlen, wobei der Laserbearbeitungskopf (10) Folgendes umfasst:einen Kopfkörper (12, 14, 18), der Folgendes aufweist:ein einen Strahl empfangendes Teil (12), das dafür eingerichtet ist, einen Laserstrahl zu empfangen,ein einen Strahl abgebendes Teil (18), der dafür eingerichtet ist, den von dem einen Strahl empfangenden Teil (12) empfangenen Laserstrahl nach außen abzugeben,ein optisches Element (16), das in dem Körper gehalten wird und dafür eingerichtet ist,den von dem einen Strahl empfangenden Teil (12) empfangenen Laserstrahl zu konzentrieren und zu dem einen Strahl abgebenden Teil (18) zu führen,einen geschlossenen Zirkulationsweg mit einer Schleife (20), der bei dem Kopfkörper (12, 14, 18) so vorgesehen ist, dass er sich in Form einer Schleife an einer von dem optischen Weg getrennten Position erstreckt, wobei der Zirkulationsweg (20) dafür eingerichtet ist, ein Kühlmittel zum Entfernen von Wärme zu zirkulieren, die in dem Laserbearbeitungskopf (10) aufgrund des Propagierens des Laserstrahls in dem Laserbearbeitungskopf (10) erzeugt wird, undeine Kühlmittelzirkulationsvorrichtung (22), die einen in dem Zirkulationsweg (20) angeordneten Rotor aufweist und die dafür eingerichtet ist, das Kühlmittel, indem der Rotor gedreht wird, zu veranlassen, in dem Zirkulationsweg (20) zu fließen, so dass es in dem Zirkulationsweg (20) zirkuliert.

Description

STAND DER TECHNIK
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Laserbearbeitungskopf mit einem Zirkulationsweg zum Zirkulieren eines Kühlmittels.
Beschreibung des Stands der Technik
Zum Kühlen eines Laserbearbeitungskopfs ist es bekannt, es einem Kühlmittel, wie zum Beispiel Kühlwasser, zu erlauben, in einem Strömungsweg, der in dem Laserbearbeitungskopf vorgesehen wird, fließen zu lassen (zum Beispiel japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. H9-277074).
Bisher waren das Verbinden einer Kühlmittelzuführleitung, die sich von einer Kühlmittelzuführvorrichtung, die außerhalb des Laserbearbeitungskopfs installiert war, mit dem Strömungsweg, wie oben beschrieben, und das Zuführen des Kühlmittels durch die Kühlmittelzuführleitung von der Kühlmittelzuführvorrichtung in den Strömungsweg erforderlich.
Bei einem solchen Laserbearbeitungskopf gab es, wenn ein Vorgang, wie zum Beispiel das Abstecken der Kühlmittelzuführleitung von dem Strömungsweg zur Wartung des Laserbearbeitungskopfs und dergleichen ausgeführt wird, Fälle, bei welchen Kühlmittel aus dem Strömungsweg oder der Kühlmittelzuführleitung austrat und an Bauteilen des Laserbearbeitungskopfs haftete und ein Optikelement verschmutzte.
Um Kondensation beim Abkühlen zu vermeiden, waren zusätzlich bisher das Überwachen und Steuern einer Umgebungstemperatur, der Feuchtigkeit und einer Kühlmitteltemperatur erforderlich. Ferner ist der Laserbearbeitungskopf in vielen Fällen bewegbar, und wenn das Kühlmittel von außen her eingeführt wird, waren ein Verlegeverfahren und ein Material, das das Auftreten von Bruch, Schaden aufgrund von Ermüdung und dergleichen eines Bauelements, wie zum Beispiel der Kühlmittelzuführleitung, verhindert, erforderlich.
JP 2001-358 397 A beschreibt eine Laservorrichtung zur Wärmebehandlung eines Werkstücks mit einem Laserdiodenkopf, in dem ein Laserdiodenmodul, ein Kollimator zum Kollimieren des von dem Laserdiodenmodul abgegebenen Lichts und ein Kondensor aufgenommen sind, über den das Licht der Laservorrichtung abgegeben wird. Das Innere des Laserdiodenkopfs wird durch Helium gekühlt, das durch ein Gebläse umgewälzt wird und durch die Zwischenräume zwischen dem Kollimator und dem Kondensor und zwischen den Kondensorlinsen strömt.
JP 2011-152 546 A beschreibt einen Laserbearbeitungskopf, in dem ein Kondensor das auf ein Werkstück abgegebene Licht konzentriert. Zwischen dem Kondensor und dem Werkstück ist ein Schutzelement vorgesehen, das durch ein Kühlmedium gekühlt wird und die Linse des Kondensors vor Werkstoffpartikeln schützt, die durch die Bearbeitung erzeugt werden.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Ein Laserbearbeitungskopf, der einen Laserstrahl auf ein Werkstück (W) konzentriert und einstrahlt, weist einen geschlossenen Zirkulationsweg auf, der ein Kühlmittel zum Entfernen von Wärme, die in dem Laserbearbeitungskopf aufgrund des Propagierens des Laserstrahls in dem Laserbearbeitungskopf erzeugt wird, zirkuliert, und eine Kühlmittelzirkulationsvorrichtung auf, die veranlasst, dass das Kühlmittel in den Zirkulationsweg fließt, so dass es in dem Zirkulationsweg zirkuliert.
Der Laserbearbeitungskopf kann ferner einen Hauptkörper aufweisen, der ein Optikelement hält, das für den Laserstrahl als Kondensor wirkt. Der Zirkulationsweg kann durch ein Loch, das an dem Hauptkörper ausgebildet ist, oder ein Rohr, das an dem Hauptkörper angebracht ist, definiert sein
Der Laserbearbeitungskopf kann ferner eine Wärmeableitungsrippe, die benachbart zu dem Zirkulationsweg angeordnet ist, aufweisen. Der Laserbearbeitungskopf kann ferner ein Gebläse aufweisen, das einen Luftstrom erzeugt, um die Wärme von dem Laserbearbeitungskopf zu entfernen.
Der Laserbearbeitungskopf kann ferner ein Temperaturerfassungsteil aufweisen, das eine Temperatur des Laserbearbeitungskopfs erfasst, und eine Gebläsesteuervorrichtung, die das Gebläse basierend auf der Temperatur, die von dem Temperaturerfassungsteil erfasst wird, steuert. Der Laserbearbeitungskopf kann ferner eine Gebläsesteuervorrichtung aufweisen, die das Gebläse basierend auf einem Befehl steuert, der von einer Laseroszillatorsteuervorrichtung zu einem Laseroszillator übertragen wird, um den Laseroszillator zu veranlassen, den Laserstrahl zu erzeugen.
Der Laserbearbeitungskopf weist ferner einen Gebläsemonitor auf, der den Betrieb des Gebläses überwacht. Der Laserbearbeitungskopf weist ferner einen Zirkulationsvorrichtungsmonitor auf, der dem Betrieb der Kühlmittelzirkulationsvorrichtung überwacht.
Figurenliste
Die oben stehenden oder andere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden anhand der folgenden Beschreibung von Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen geklärt, in welchen:

1 ein Diagramm eines Laserbearbeitungskopfs gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist,
2 eine Querschnittansicht des in 1 gezeigten Laserbearbeitungskopfs in einem Schnitt entlang II-II in 1 und axial von oben gesehen (das heißt oben in 1) ist,
3 ein Diagramm eines Laserbearbeitungskopfs gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist,
4 eine Querschnittansicht des in 3 gezeigten Laserbearbeitungskopfs in einem Schnitt entlang IV-IV in 3 und axial von oben gesehen (das heißt oben in 3) ist,
5 ein Diagramm eines Laserbearbeitungskopfs gemäß noch einer anderen Ausführungsform ist, bei der der Zirkulationsweg im Querschnitt gezeigt ist,
6 ein Diagramm eines Laserbearbeitungskopfs gemäß noch einer anderen Ausführungsform ist,
7 ein Blockdiagramm eines Laserbearbeitungskopfs ist, der in 6 gezeigt ist,
8 ein Flussdiagramm ist, das ein Beispiel eines Betriebsablauf des Laserbearbeitungskopfs, der in 6 gezeigt ist, zeigt,
9 ein Flussdiagramm ist, das ein Beispiel eines Ablaufs des Schritts S8 in 8 zeigt,
10 eine Skizze eines Laserbearbeitungssystems gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist,
11 ein Blockdiagramm des Laserbearbeitungssystems ist, das in 10 gezeigt ist,
12 ein Flussdiagramm ist, das ein Beispiel eines Betriebsablaufs des in 10 gezeigten Laserbearbeitungssystems zeigt, und
13 ein Flussdiagramm ist, das ein Beispiel eines Ablaufs des Schritts S38 in 12 zeigt.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Nachstehend werden Ausführungsformen der Erfindung ausführlich unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Zunächst wird unter Bezugnahme auf die 1 und 2 ein Laserbearbeitungskopf 10 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung beschrieben.
Zu bemerken ist, dass in der folgenden Beschreibung die axiale Richtung eine Richtung entlang einer optischen Achse O eines Laserstrahls angibt, der sich in dem Laserbearbeitungskopf 10 ausbreitet. Ferner gibt die Umfangsrichtung eine Umfangsrichtung eines Kreises an, der um die optische Achse O zentriert ist, und eine radiale Richtung gibt eine Richtung des Radius des Kreises, der um die optische Achse O zentriert ist, an.
Der Laserbearbeitungskopf 10 ist optisch mit einem Laseroszillator (nicht gezeigt) über eine Lichtleitfaser A verbunden. Der Laserbearbeitungskopf 10 empfängt einen Laserstrahl, der von dem Laseroszillator abgegeben wird, und konzentriert den empfangenen Laserstrahl derart, dass er auf ein Werkstück W gestrahlt wird.
Der Laserbearbeitungskopf 10 weist eine Verbindung 12, einen Hauptkörper 14, Optikelemente 16, eine Düse 18, einen Zirkulationsweg 20 und eine Kühlmittelzirkulationsvorrichtung 22 auf. Die Lichtleitfaser A ist mit der Verbindung 12 verbunden. Die Verbindung 12 empfängt den Laserstrahl, der sich durch die Lichtleitfaser A ausbreitet, und führt ihn zu den Optikelementen 16.
Der Hauptkörper 14 ist ein hohles Element und definiert in sich einen Strahlengang des Laserstrahls. Der Hauptkörper 14 hält die Optikelemente 16. Die Optikelemente 16 weisen zum Beispiel eine Fokussierungslinse auf, und sind auf dem Strahlengang des Laserstrahls, der in dem Hauptkörper 14 definiert ist, angeordnet. Die Optikelemente 16 konzentriert den Laserstrahl, der sich von der Verbindung 12 heraus ausbreitet, und führen ihn zu der Düse 18.
Die Düse 18 gibt den Laserstrahl konzentriert durch die Optikelemente 16 zu dem Werkstück W aus. Das Werkstück W wird von dem Laserstrahl, der derart auf das Werkstück W gestrahlt wird, laserbearbeitet.
Der Zirkulationsweg 20 ist ein Weg mit geschlossenem Fluss zum Zirkulieren eines flüssigen oder gasförmigen Kühlmittels. Bei dieser Ausführungsform ist der Zirkulationsweg 20 durch eine Öffnung definiert, die an dem Hauptkörper 14 ausgebildet ist, und erstreckt sich in der Umfangsrichtung, so dass die Optikelemente 16 umgeben werden. Das Kühlmittel weist zum Beispiel Wasser, ein Langzeitkühlmittel oder eine Lösung auf, zu der ein Korrosionsschutzmaterial hinzugefügt wird.
Die Kühlmittelzirkulationsvorrichtung 22 ist zum Beispiel eine Elektropumpe und weist einen Rotor auf, der in dem Zirkulationsweg 20 angeordnet ist, und einen Motor, der den Rotor dreht. Die Kühlmittelzirkulationsvorrichtung 22 erzeugt Druckschwankungen in dem Fluid, das in dem Zirkulationsweg 20 eingeschlossen ist, so dass das Fluid veranlasst wird, in den Zirkulationsweg 20 zu fließen. Dadurch zirkuliert das Kühlmittel in dem Zirkulationsweg 20.
Der Zirkulationsweg 20 ist daher ein Weg mit geschlossenem Fluss, der das Fluid in dem Zirkulationsweg 20 einschließen und abdichten kann, und der das eingeschlossene Fluid zirkuliert, wenn das Fluid zum Fließen veranlasst wird, ohne fluidtechnisch mit externen Geräten (zum Beispiel mit einer Kühlmittelzuführvorrichtung), die außerhalb des Laserbearbeitungskopfs 10 installiert ist, verbunden zu sein.
Falls der Laserstrahl von der Lichtleitfaser A an der Verbindung 12 empfangen wird, tritt gestreutes Licht, das in dem Laserstrahl enthalten ist, in die Verbindung 12 ein, um dort absorbiert zu werden. Dadurch wird in der Verbindung 12 Wärme erzeugt. Der Laserstrahl, der auf die Optikelemente 16 einfällt, wird ferner von den Optikelementen 16 absorbiert, wodurch Wärme in den Optikelementen erzeugt wird.
Aufgrund der Tatsache, dass sich der Laserstrahl in dem Strahlengang in dem Laserbearbeitungskopf 10 ausbreitet, wird Wärme in den Bauteilen des Laserbearbeitungskopfs 10 erzeugt. Um die derart erzeugte Wärme zu entfernen, ist das Kühlmittel in dem Zirkulationsweg 20 eingeschlossen, und die Kühlmittelzirkulationsvorrichtung 22 zirkuliert das Kühlmittel in dem Zirkulationsweg 20.
Als nächstes wird unter Bezugnahme auf die 3 und 4 ein Laserbearbeitungskopf 30 gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Zu bemerken ist, dass bei den diversen unten beschriebenen Ausführungsformen Elemente, die denjenigen in den bereits erwähnten Ausführungsformen ähnlich sind, dieselben Bezugszeichen erhalten, und dass ihre ausführliche Beschreibung weggelassen wird.
Der Laserbearbeitungskopf 30 weist die Verbindung 12, einen Hauptkörper 32, die Optikelemente 16, die Düse 18, einen Zirkulationsweg 34 und eine Kühlmittelzirkulationsvorrichtung 22 auf. Ähnlich dem oben erwähnten Zirkulationsweg 20, ist der Zirkulationsweg 34 ein Weg mit geschlossenem Fluss zum Zirkulieren des Kühlmittels.
Bei dieser Ausführungsform ist der Zirkulationsweg 34 durch ein Rohr definiert, das von dem Hauptkörper 32 getrennt und am Umfang des Hauptkörpers 32 angebracht ist. Der Zirkulationsweg 34 erstreckt sich in der Umfangsrichtung, um die Optikelemente 16 zu umgeben. Die Kühlmittelzirkulationsvorrichtung 22 zirkuliert das Fluid, das in dem Zirkulationsweg 34 eingeschlossen ist.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf 5 ein Laserbearbeitungskopf 40 gemäß noch einer anderen Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Der Laserbearbeitungskopf 40 weist die Verbindung 12, den Hauptkörper 32, die Optikelemente 16, die Düse 18, einen Zirkulationsweg 42 und die Kühlmittelzirkulationsvorrichtung 22 auf.
Ähnlich den oben erwähnten Zirkulationswegen 20 und 34, ist der Zirkulationsweg 42 ein Weg mit geschlossenem Fluss zum Zirkulieren des Kühlmittels. Bei dieser Ausführungsform ist der Zirkulationsweg 42 durch ein Rohr definiert, das von der Verbindung 12 getrennt und am Umfang der Verbindung 12 angebracht ist. Der Zirkulationsweg 42 erstreckt sich in der Umfangsrichtung radial außerhalb der Verbindung 12. Die Kühlmittelzirkulationsvorrichtung 22 zirkuliert das Fluid, das in dem Zirkulationsweg 42 eingeschlossen ist.
Zu bemerken ist, dass der Zirkulationsweg 42 durch eine Öffnung definiert sein kann, die an der Verbindung 12 ausgebildet ist.
Bei den oben erwähnten Laserverarbeitungsköpfen 10, 30 und 40, sind die Zirkulationswege 20, 34 und 42 als ein Weg mit geschlossenem Fluss konfiguriert. Durch Betreiben der Kühlmittelzirkulationsvorrichtung 22 kann folglich das Kühlmittel in den Laserverarbeitungsköpfen 10, 30 und 40 umgewälzt werden, wodurch die Wärme, die in den Laserverarbeitungsköpfen 10, 30 und 40 erzeugt wird, entfernt werden kann.
Gemäß diesen Konfigurationen ist es nicht erforderlich, das Kühlmittel zu den Zirkulationswegen 20, 34 und 42 von der externen Geräten (zum Beispiel der Kühlmittelzuführvorrichtung) zuzuführen. Es ist daher nicht erforderlich, eine Verbindung bei den Zirkulationswegen 20, 34, 42 vorzusehen, die ein Element, wie zum Beispiel eine Kühlmittelzuführleitung, die sich von externen Geräten aus erstreckt, verbindet.
Die Möglichkeit des Leckens von Kühlmittel aufgrund eines Lösens der Kühlmittelzuführleitung von der Verbindung oder eines Fehlers bei der Befestigung der Verbindung an der Kühlmittelzuführleitung kann folglich eliminiert werden. Dadurch ist es möglich, zuverlässig zu verhindern, dass ein Bauteil, wie zum Beispiel die Optikelemente 16, aufgrund von Lecken des Kühlmittels kontaminiert wird.
Da das Kühlmittel nicht von den externen Geräten zu den Zirkulationswegen 20, 34 und 42 zugeführt wird, ist es ferner nicht erforderlich, dass ein Benutzer eine Qualitätskontrolle (zum Beispiel einen Temperatur- oder einen pH-Wert) des Kühlmittels durchführt, das von der externen Ausrüstung zugeführt wird. Andererseits kann der Benutzer die Qualität des Kühlmittels leicht durch periodisches Wechseln des Kühlmittels in den Zirkulationswegen 20, 34 und 42 kontrollieren.
Ferner sind die Zirkulationswege 20 und 34 derart angeordnet, dass sie die optischen Elemente 16 umgeben, und der Zirkulationsweg 42 ist derart angeordnet, dass er die Verbindung 12 umgibt. Gemäß diesen Konfigurationen ist es möglich, das Bauteil der Laserverarbeitungsköpfe 10, 30 und 40, das aufgrund des Laserstrahls erwärmt werden kann, der in den Laserverarbeitungsköpfen 10, 30 und 40 propagiert, effektiv zu kühlen.
Als nächstes wird unter Bezugnahme auf die 6 und 7 ein Laserbearbeitungskopf 50 gemäß noch einer anderen Ausführungsform beschrieben. Der Laserbearbeitungskopf 50 weist eine Verbindung 52, einen Hauptkörper 54, die Optikelemente 16, die Düse 18, einen Zirkulationsweg 56, die Kühlmittelzirkulationsvorrichtung 22, eine Wärmeableitungsrippe 57 und ein Gebläse 60, ein Temperaturerfassungsteil 62 und eine Steuervorrichtung 64 auf.
Die Steuervorrichtung 64 weist zum Beispiel eine CPU und einen Speicher (beide nicht gezeigt) auf, und steuert direkt oder indirekt jedes Bauteil des Laserbearbeitungskopfs 50. Die Steuervorrichtung 64 ist auf den Hauptkörper 54 montiert.
Die Verbindung 52 empfängt den Laserstrahl, der sich durch die Lichtleitfaser A ausbreitet, und führt ihn zu den Optikelementen 16. Der Hauptkörper 54 ist ein hohles Element und definiert in sich einen Strahlengang des Laserstrahls. Der Hauptkörper 54 hält die Optikelemente 16.
Der Zirkulationsweg 56 ist ein Weg mit geschlossenem Fluss zum Zirkulieren des Kühlmittels. Bei dieser Ausführungsform ist der Zirkulationsweg 56 durch Löcher definiert, die an der Verbindung 52 und dem Hauptkörper 54 ausgebildet sind.
Spezifisch weist der Zirkulationsweg 56 einen Strömungsweg 56a auf, der durch das Loch definiert ist, das an der Verbindung 52 ausgebildet ist, und einen Strömungsweg 56b, der durch das Loch definiert ist, das an dem Hauptkörper 54 ausgebildet ist, auf. Die Strömungswege 56a und 56b stehen miteinander in Fluidkommunikation und bilden den geschlossenen Zirkulationsweg 56.
Die Kühlmittelzirkulationsvorrichtung 22 weist einen Rotor (nicht gezeigt) auf, der in dem Zirkulationsweg 56 angeordnet ist, und einen Motor 58 (7), der den Rotor dreht. Der Motor 58 ist zum Beispiel ein Servomotor und dreht den Rotor in Übereinstimmung mit einem Befehl von der Steuervorrichtung 64.
Die Kühlmittelzirkulationsvorrichtung 22 erzeugt daher Druckschwankungen in dem Fluid, das in dem Zirkulationsweg 56 eingeschlossen ist, so dass das Fluid veranlasst wird, in dem Zirkulationsweg 56 zu fließen.
Ein Codierer 68 (7) ist an der Kühlmittelzirkulationsvorrichtung 22 angebracht. Der Codierer 68 erfasst die Rotationsgeschwindigkeit des Rotors der Kühlmittelzirkulationsvorrichtung 22 und überträgt Daten zu der Rotationsgeschwindigkeit zu der Steuervorrichtung 64.
Die Wärmeableitungsrippe 57 ist auf einer äußeren Oberfläche des Hauptkörpers 54 montiert. Die Wärmeableitungsrippe 57 ist benachbart zu einem Abschnitt 56c des Strömungswegs 56a angeordnet und dissipiert die Wärme von dem Kühlmittel, das durch den Abschnitt 56c fließt.
Das Gebläse 60 ist benachbart zu der Wärmeableitungsrippe 57 angeordnet. Insbesondere weist das Gebläse 60 einen Rotor (nicht gezeigt) auf, der mehrere Schaufeln besitzt, und einen Gebläsemotor 66 (7), der den Rotor dreht. Das Gebläse 60 ist derart angeordnet, dass es einen Luftstrom erzeugt, der durch die Wärmeableitungsrippe 57 läuft.
Ein Codierer 70 (7) ist an dem Gebläse 60 angebracht. Der Codierer 70 erfasst die Rotationsgeschwindigkeit des Rotors des Gebläses 60 und überträgt Daten zu der Rotationsgeschwindigkeit zu der Steuervorrichtung 64.
Das Temperaturerfassungsteil 62 weist zum Beispiel ein Thermoelement oder einen Platin-Temperaturmesswiderstand auf und ist auf den Hauptkörper 54 montiert. Das Temperaturerfassungsteil 62 erfasst eine Temperatur an einem Abschnitt, an dem das Temperaturerfassungsteil 62 angeordnet ist, und überträgt Daten zu der Temperatur zu der Steuervorrichtung 64.
Nun wird unter Bezugnahme auf die 8 und 9 ein Betrieb des Laserbearbeitungskopfs 50 beschrieben. Der Ablauf, der in 8 gezeigt ist, beginnt, wenn die Steuervorrichtung 64 einen Betriebsbefehl von dem Benutzer, einem Hostcontroller, einem Laserbearbeitungsprogramm oder dergleichen empfängt.
Bei Schritt S1 startet die Steuervorrichtung 64 den Betrieb der Kühlmittelzirkulationsvorrichtung 22. Genauer überträgt die Steuervorrichtung 64 einen Drehbefehl zu dem Motor 58, so dass er den Rotor der Kühlmittelzirkulationsvorrichtung 22 mit einer vorbestimmten Rotationsgeschwindigkeit P₀ dreht. Dadurch strömt Fluid, das in dem Zirkulationsweg 56 eingeschlossen ist, in dem Zirkulationsweg 56.
Bei Schritt S2 erfasst die Steuervorrichtung 64 die Rotationsgeschwindigkeit P der Kühlmittelzirkulationsvorrichtung 22. Insbesondere überträgt die Steuervorrichtung 64 einen Befehl zu dem Codierer 68, um die Rotationsgeschwindigkeit P des Rotors der Kühlmittelzirkulationsvorrichtung 22 zu erfassen. Die Steuervorrichtung 64 erfasst Daten zu der Rotationsgeschwindigkeit P von dem Codierer 68.
Bei Schritt S3 bestimmt die Steuervorrichtung 64, ob die Rotationsgeschwindigkeit P, die bei Schritt S2 erfasst wurde, niedriger ist oder nicht als ein vorbestimmter Schwellenwert P₁ der Rotationsgeschwindigkeit (das heißt P<P₁).
Der Schwellenwert P₁ ist ein unterer Grenzwert der Rotationsgeschwindigkeit P (0<P₁<P₀), mit dem erwartungsgemäß die Kühlmittelzirkulationsvorrichtung 22 normalerweise arbeitet. Der Schwellenwert P₁ wird von dem Benutzer vorab festgelegt und in dem Speicher der Steuervorrichtung 64 gespeichert. Beispielsweise wird der Schwellenwert P₁ auf 50 % des Drehbefehls P₀, der zu dem Motor 58 bei Schritt S1 übertragen wird, eingestellt.
Wenn die Steuervorrichtung 64 bestimmt, dass P kleiner ist als P₁ (das heißt, wenn „JA“ bestimmt wird), geht sie zu Schritt S4 weiter. Andererseits, wenn die Steuervorrichtung 64 bestimmt, dass P gleich oder größer ist als P₁ (das heißt, wenn „NEIN“ bestimmt wird), geht sie zu Schritt S5 weiter.
Bei Schritt S4 erzeugt die Steuervorrichtung 64 ein Alarmsignal. Die Steuervorrichtung 64 erzeugt zum Beispiel ein Alarmsignal in der Form eines Bilds oder Tons, das „Abweichung tritt beim Betrieb der Kühlmittelzirkulationsvorrichtung auf“ angibt. Dann überträgt die Steuervorrichtung 64 das erzeugte Alarmsignal zu einem Display oder Lautsprecher (nicht gezeigt) und meldet dem Benutzer den Alarm über das Display oder den Lautsprecher.
Bei dieser Ausführungsform überwacht die Steuervorrichtung 64 daher die Rotationsgeschwindigkeit P der Kühlmittelzirkulationsvorrichtung 22 bei den Schritten S2 und S3, und wenn eine Unregelmäßigkeit bei dem Drehbetrieb festgestellt wird (das heißt, wenn „JA“ bei Schritt S3 bestimmt wird), sendet die Steuervorrichtung 64 den Alarm bei Schritt S4 zu dem Benutzer. Die Steuervorrichtung 64 funktioniert folglich als ein Zirkulationsvorrichtungsmonitor 72 (7), der den Betrieb der Kühlmittelzirkulationsvorrichtung 22 überwacht.
Bei Schritt S5 erfasst die Steuervorrichtung 64 eine Temperatur T des Laserbearbeitungskopfs 50. Genauer überträgt die Steuervorrichtung 64 einen Befehl zu dem Temperaturerfassungsteil 62, so dass es die Temperatur T des Laserbearbeitungskopfs 50 erfasst. Die Steuervorrichtung 64 erhält Daten zu der Temperatur T von dem Temperaturerfassungsteil 62.
Bei Schritt S6 bestimmt die Steuervorrichtung 64, ob die Temperatur T, die bei Schritt S5 erfasst wurde, niedriger ist oder nicht als ein vorbestimmter Schwellenwert T₁ der Temperatur (das heißt T<T₁). Der Schwellenwert T₁ ist ein unterer Grenzwert der Temperatur des Laserbearbeitungskopfs 50, der es unnötig macht, das Gebläse 60 zu betreiben. Der Schwellenwert T₁ wird von dem Benutzer vorab festgelegt und in dem Speicher der Steuervorrichtung 64 gespeichert.
Wenn die Steuervorrichtung 64 bestimmt, dass T kleiner ist als T1 (das heißt, wenn „JA“ bestimmt wird), geht sie zu Schritt S7 weiter. Andererseits, wenn die Steuervorrichtung 64 bestimmt, dass T gleich oder größer ist als T₁ (das heißt, wenn „NEIN“ bestimmt wird), geht sie zu Schritt S8 weiter.
Bei Schritt S7 steuert die Steuervorrichtung 64 die Rotationsgeschwindigkeit R des Gebläses 60 auf null. Genauer überträgt die Steuervorrichtung 64 einen Befehl zu dem Gebläsemotor 66, so dass die Drehung des Gebläsemotors 66 stoppt.
Bei Schritt S8 führt die Steuervorrichtung 64 ein Betriebsschema des Gebläses 60 aus. Schritt S8 wird unter Bezugnahme auf 9 beschrieben.
Nachdem Schritt S8 begonnen wurde, bestimmt die Steuervorrichtung 64 bei Schritt S21, ob die Temperatur T, die bei Schritt S5, der kurz zuvor ausgeführt wurde, erfasst wurde, gleich oder höher ist oder nicht als der oben erwähnte Schwellenwert T₁, und niedriger ist als ein vorbestimmter Schwellenwert T₂ der Temperatur (das heißt T₁≤T<T₂). Der Schwellenwert T₂ wird von dem Benutzer vorab so festgelegt, dass er höher ist als der Schwellenwert T₁, und in dem Speicher der Steuervorrichtung 64 gespeichert.
Wenn die Steuervorrichtung 64 bestimmt, dass T₁≤T<T₂ erfüllt ist (das heißt, wenn „JA“ bestimmt wird), geht sie zu Schritt S22 weiter. Andererseits, wenn die Steuervorrichtung 64 bestimmt, dass T gleich oder größer ist als T₂ (das heißt, wenn „NEIN“ bestimmt wird), geht sie zu Schritt S23 weiter.
Bei Schritt S22 treibt die Steuervorrichtung 64 das Gebläse 60 mit einer ersten Rotationsgeschwindigkeit R₁ an. Insbesondere erzeugt die Steuervorrichtung 64 einen ersten Drehbefehl, der der ersten Rotationsgeschwindigkeit R₁ entspricht, und überträgt ihn zu dem Gebläsemotor 66. In Übereinstimmung mit dem ersten Drehbefehl dreht der Gebläsemotor 66 den Rotor des Gebläses 60 mit der ersten Rotationsgeschwindigkeit R₁.
Bei Schritt S23 bestimmt die Steuervorrichtung 64, ob die Temperatur T, die bei Schritt S5, der kurz zurvor ausgeführt wurde, erfasst wurde, gleich oder höher ist als der oben erwähnte Schwellenwert T₂, und niedriger ist als ein vorbestimmter Schwellenwert T₃ der Temperatur (das heißt T₂≤T<T₃). Der Schwellenwert T₃ wird von dem Benutzer vorab so festgelegt, dass es höher ist als der Schwellenwert T₂, und in dem Speicher der Steuervorrichtung 64 gespeichert.
Wenn die Steuervorrichtung 64 bestimmt, dass T₂≤T<T₃ erfüllt ist (das heißt, wenn „JA“ bestimmt wird), geht sie zu Schritt S24 weiter. Andererseits, wenn die Steuervorrichtung 64 bestimmt, dass T gleich oder größer ist als T₃ (das heißt, wenn „NEIN“ bestimmt wird), geht sie zu Schritt S25 weiter.
Bei Schritt S24 treibt die Steuervorrichtung 64 das Gebläse 60 mit einer zweiten Rotationsgeschwindigkeit R₂ (>R₁) an. Insbesondere erzeugt die Steuervorrichtung 64 einen zweiten Drehbefehl, der der zweiten Rotationsgeschwindigkeit R₂ entspricht, und überträgt ihn zu dem Gebläsemotor 66. In Übereinstimmung mit dem zweiten Drehbefehl dreht der Gebläsemotor 66 den Rotor des Gebläses 60 mit der zweiten Rotationsgeschwindigkeit R₂.
Bei Schritt S25 treibt die Steuervorrichtung 64 das Gebläse 60 mit einer dritten Rotationsgeschwindigkeit R₃ (>R₂) an. Insbesondere erzeugt die Steuervorrichtung 64 einen dritten Drehbefehl, der der dritten Rotationsgeschwindigkeit R₃ entspricht, und überträgt ihn zu dem Gebläsemotor 66.
In Übereinstimmung mit dem dritten Drehbefehl, dreht der Gebläsemotor 66 den Rotor des Gebläses 60 mit der dritten Rotationsgeschwindigkeit R₃. Beispielsweise wird die dritte Rotationsgeschwindigkeit R₃ auf eine maximal zulässige Rotationsgeschwindigkeit des Gebläses 60 eingestellt.
Bei dieser Ausführungsform betreibt die Steuervorrichtung 64 daher das Gebläse 60 mit einer Rotationsgeschwindigkeit, die von der Temperatur T abhängt, die von dem Temperaturerfassungsteil 62 in den Schritten S21 bis S25 erfasst wird. Die Steuervorrichtung 64 funktioniert folglich als eine Gebläsesteuervorrichtung 74 (7), die das Gebläse 60, basierend auf der Temperatur T steuert, die von dem Temperaturerfassungsteil 62 erfasst wird.
Bei Schritt S26 erfasst die Steuervorrichtung 64 die Rotationsgeschwindigkeit R des Gebläses 60. Insbesondere überträgt die Steuervorrichtung 64 einen Befehl zu dem Codierer 70, um die Rotationsgeschwindigkeit R des Rotors des Gebläses 60 zu erfassen, und erhält Daten zu der Rotationsgeschwindigkeit R von dem Codierer 70.
Bei Schritt S27 bestimmt die Steuervorrichtung 64, ob die Rotationsgeschwindigkeit R, die bei Schritt S26 erfasst wurde, niedriger ist als ein vorbestimmter Schwellenwert R₄ der Rotationsgeschwindigkeit (das heißt R<R₄). Der Schwellenwert R₄ ist ein unterer Grenzwert der Rotationsgeschwindigkeit R, mit der erwartungsgemäß das Gebläse 60 normalerweise arbeitet. Der Schwellenwert R₄ wird von dem Benutzer vorab festgelegt und in dem Speicher der Steuervorrichtung 64 gespeichert. Beispielsweise wird der Schwellenwert R₄ auf 50 % des Drehbefehls R₁, R₂ oder R₃ eingestellt, der von der Steuervorrichtung 64 zu dem Gebläsemotor 66 jeweils bei den Schritten S22, S24 oder S25 übertragen wird.
Wenn die Steuervorrichtung 64 bestimmt, dass R kleiner ist als R₄ (das heißt, wenn „JA“ bestimmt wird), geht sie zu Schritt S28 weiter. Andererseits, wenn die Steuervorrichtung 64 bestimmt, dass R gleich oder größer ist als R₄ (das heißt, wenn „NEIN“ bestimmt wird), geht sie zu Schritt S9 in 8 weiter.
Bei Schritt S28 erzeugt die Steuervorrichtung 64 ein Alarmsignal. Die Steuervorrichtung 64 erzeugt zum Beispiel ein Alarmsignal in der Form eines Bilds oder Tons, das „Abweichung tritt beim Betrieb des Gebläses auf“ angibt. Dann überträgt die Steuervorrichtung 64 das erzeugte Alarmsignal zu dem Display oder Lautsprecher (nicht gezeigt), um dem Benutzer den Alarm über das Display oder den Lautsprecher zu melden.
Bei dieser Ausführungsform überwacht die Steuervorrichtung 64 daher die Rotationsgeschwindigkeit R des Gebläses 60 bei den Schritten S26 und S27, und wenn eine Abweichung bei dem Drehbetrieb festgestellt wird (das heißt, wenn „JA“ bei Schritt S27 bestimmt wird), sendet die Steuervorrichtung 64 den Alarm bei Schritt S28 zu dem Benutzer. Die Steuervorrichtung 64 funktioniert folglich als ein Gebläsemonitor 76 (7), der den Betrieb des Gebläses 60 überwacht.
Unter erneuter Bezugnahme auf 8 bestimmt die Steuervorrichtung 64 bei Schritt S9, ob sie einen Betriebsstoppbefehl von dem Benutzer, dem Hostcontroller, dem Laserbearbeitungsprogramm oder dergleichen empfängt oder nicht. Wenn die Steuervorrichtung 64 ermittelt, dass sie den Betriebsstoppbefehl empfängt (das heißt, wenn „JA“ bestimmt wird), geht sie zu Schritt S10 weiter. Andererseits, wenn die Steuervorrichtung 64 ermittelt, dass sie den Betriebsstoppbefehl nicht empfängt (das heißt, wenn „NEIN“ bestimmt wird), kehrt sie zu Schrittes S2 zurück.
Bei Schritt S10 steuert die Steuervorrichtung 64 die Rotationsgeschwindigkeit R, ähnlich wie bei dem oben erwähnten Schritt S7, auf null.
Bei Schritt S11 stoppt die Steuervorrichtung 64 die Kühlmittelzirkulationsvorrichtung 22. Insbesondere überträgt die Steuervorrichtung 64 einen Befehl zu dem Motor 58, um den Motor 58 der Kühlmittelzirkulationsvorrichtung 22 zu stoppen. Dann beendet die Steuervorrichtung 64 den Ablauf, der in 8 gezeigt ist.
Da bei dieser Ausführungsform der Zirkulationsweg 56 als ein Zirkulationsweg mit geschlossenem Fluss konfiguriert ist, ist es möglich, das Kühlmittel in dem Laserbearbeitungskopf 50 durch Betreiben der Kühlmittelzirkulationsvorrichtung 22 umzuwälzen.
Gemäß dieser Konfiguration ist es nicht erforderlich, das Kühlmittel von externen Geräten (der Kühlmittelzuführvorrichtung) zu dem Zirkulationsweg 56 zuzuführen, und daher ist es nicht erforderlich, eine Verbindung an dem Zirkulationsweg 56 bereitzustellen, die mit einem Element verbindet, wie zum Beispiel die Kühlmittelzuführleitung, die sich von den externen Geräten ausgehend erstreckt.
Die Möglichkeit des Leckens von Kühlmittel von der Dichtung kann folglich eliminiert werden, und es ist daher möglich, zuverlässig zu verhindern, dass ein Bauteil, wie zum Beispiel die Optikelemente 16 aufgrund von Lecken des Kühlmittels kontaminiert werden.
Ferner ist es nicht erforderlich, das Kühlmittel von externen Geräten zu dem Zirkulationsweg 56 zuzuführen, und daher ist es nicht erforderlich, dass der Benutzer eine Qualitätsprüfung (zum Beispiel eines Temperatur- und pH-Werts) des Kühlmittels, das von externen Geräten zugeführt wird, ausführt. Andererseits kann der Benutzer die Qualität des Kühlmittels leicht durch periodisches Wechseln des Kühlmittels in dem Zirkulationsweg 56 kontrollieren.
Bei dieser Ausführungsform wird durch Verwenden der Wärmeableitungsrippe 57 und des Gebläses 60 ferner die Wärme von dem Kühlmittel, das in dem Zirkulationsweg 56 fließt, auf eine so genannte luftgekühlte Art abgeleitet. Gemäß dieser Konfiguration ist es möglich, Taukondensation in den Bauteilen des Laserbearbeitungskopfs 50 zu verhindern, da die Temperatur der Bauteile des Laserbearbeitungskopfs 50 nicht unter den Taupunkt fällt.
Ferner erfasst bei dieser Ausführungsform die Steuervorrichtung 64 die Temperatur T des Laserbearbeitungskopfs 50 und betreibt das Gebläse 60 mit einer Rotationsgeschwindigkeit, die von der Temperatur T abhängt (Schritte S21 bis S25). Gemäß dieser Konfiguration ist es möglich, den Leistungsverbrauch zu verringern, da die Betriebseffizienz des Gebläses 60 optimiert werden kann.
Ferner überwacht die Steuervorrichtung 64 bei dieser Ausführungsform den Betrieb des Gebläses 60 und warnt den Benutzer (Schritt S28), falls eine Unregelmäßigkeit des Betriebs des Gebläses 60 erfasst wird (das heißt, dass bei Schritt S27 „JA“ bestimmt wird).
Falls eine Funktionsstörung auftritt, bei der Fremdkörper, wie zum Beispiel Staub, an dem Rotor des Gebläses 60 haften, so dass die Drehung des Rotors gestört wird, kann gemäß dieser Konfiguration der Benutzer automatisch und instinktiv die Funktionsstörung erkennen und folglich unverzüglich eine Gegenmaßnahme treffen, wie zum Beispiel das Ersetzen oder die Reparatur des Gebläses 60.
Ferner überwacht die Steuervorrichtung 64 bei dieser Ausführungsform den Betrieb der Kühlmittelzirkulationsvorrichtung 22, und die Steuervorrichtung 64 warnt den Benutzer (Schritt S4), falls eine Unregelmäßigkeit des Betriebs der Kühlmittelzirkulationsvorrichtung 22 erfasst wird (das heißt, wenn bei Schritt S3 „JA“ bestimmt wird).
Falls eine Funktionsstörung, bei der Fremdkörper auftritt, wie zum Beispiel Staub, an dem Rotor der Kühlmittelzirkulationsvorrichtung 22 haften, so dass die Drehung des Rotors gestört wird, kann gemäß dieser Konfiguration, der Benutzer automatisch und instinktiv die Funktionsstörung erkennen und folglich unverzüglich eine Gegenmaßnahme treffen, wie zum Beispiel das Ersetzen oder die Reparatur der Kühlmittelzirkulationsvorrichtung 22.
Als Nächstes wird ein Laserbearbeitungssystem 80 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die 10 und 11 beschrieben. Das Laserbearbeitungssystem 80 weist einen Laseroszillator 82, eine Laseroszillatorsteuervorrichtung 84 und einen Laserbearbeitungskopf 100 auf.
Der Laseroszillator 82 ist zum Beispiel ein Kohlenstoffdioxid-Laseroszillator und weist einen Auskoppelspiegel 86, einen hinteren Spiegel 88 und eine Entladungsröhre 90 auf. Der Laseroszillator 82 erzeugt einen Laserstrahl in Übereinstimmung mit einem Befehl von der Laseroszillatorsteuervorrichtung 84, und emittiert den erzeugten Laserstrahl aus dem Auskoppelspiegel 86.
Die Laseroszillatorsteuervorrichtung 84 steuert den Vorgang der Laserstrahlerzeugung des Laseroszillators 82. Insbesondere überträgt die Laseroszillatorsteuervorrichtung 84 einen Befehl der Beziehung zu der Laserleistung des Laserstrahls steht, der von dem Laseroszillator 82 zu senden ist, wie zum Beispiel einen Laserausgabebefehl, einen Frequenzbefehl oder einen Arbeitsbefehl.
Der Laserbearbeitungskopf 100 ist optisch mit dem Auskoppelspiegel 86 des Laseroszillators 82 über einen Strahlenweg C, der von mindestens einem Spiegel B gebildet wird, verbunden. Der Laserbearbeitungskopf 100 empfängt den Laserstrahl, der von dem Auskoppelspiegel 86 emittiert wird, und konzentriert den empfangenen Laserstrahl, so dass er auf das Werkstück W eingestrahlt wird.
Der Laserbearbeitungskopf 100 weist eine Verbindung 102, einen Hauptkörper 104, die Optikelemente 16, eine Düse 106, einen Zirkulationsweg 108, die Kühlmittelzirkulationsvorrichtung 22, eine Wärmeableitungsrippe 110, das Gebläse 60 und eine Steuervorrichtung 112 auf.
Die Steuervorrichtung 112 weist zum Beispiel eine CPU und einen Speicher (nicht gezeigt) auf, und ist an dem Hauptkörper 104 montiert. Die Steuervorrichtung 112 steuert direkt oder indirekt jedes Bauteil des Laserbearbeitungskopfs 100.
Bei dieser Ausführungsform sind die Steuervorrichtung 112 und die Laseroszillatorsteuervorrichtung 84 kommunikationsfähig miteinander verbunden. Die Steuervorrichtung 112 und die Laseroszillatorsteuervorrichtung 84 führen einen Laserbearbeitungsprozess an dem Werkstück W aus und kommunizieren miteinander.
Die Verbindung 102 empfängt den Laserstrahl, der sich in dem Strahlenweg C ausbreitet und führt ihn zu den Optikelementen 16. Der Hauptkörper 104 ist ein hohles Element und definiert in sich einen Strahlengang des Laserstrahls. Der Hauptkörper 104 hält die Optikelemente 16. Die Düse 106 gibt den Laserstrahl durch die Optikelemente 16 konzentriert zu dem Werkstück W aus.
Der Zirkulationsweg 108 ist ein Weg mit geschlossenem Fluss zum Zirkulieren des Kühlmittels. Bei dieser Ausführungsform weist der Zirkulationsweg 108 einen Strömungsweg 108a, einen Strömungsweg 108b, einen Strömungsweg 108c, einen Strömungsweg 108d, einen Strömungsweg 108e, einen Strömungsweg 108f, einen Strömungsweg 108g, einen Strömungsweg 108h sowie Kühlmittelbecken 108i und 108j auf.
Der Strömungsweg 108a wird durch ein Loch, das an der Verbindung 102 ausgebildet ist, definiert. Der Strömungsweg 108b wird durch ein Rohr definiert, das von der Verbindung 102 getrennt ist und fluidtechnisch mit dem Strömungsweg 108a und dem Strömungsweg 108c verbunden ist.
Der Strömungsweg 108c wird durch ein Loch, das an der Wärmeableitungsrippe 110 ausgebildet ist, definiert. Der Strömungsweg 108d wird durch ein Rohr definiert, das von dem Hauptkörper 104 getrennt ist und fluidtechnisch mit dem Strömungsweg 108c und dem Strömungsweg 108e verbunden ist. Jeder der Strömungswege 108e und 108g wird durch eine Öffnung, das an dem Hauptkörper 104 ausgebildet ist, definiert.
Bei dieser Ausführungsform ist in dem Strömungsweg 108g ein Entlastungsventil 109 vorgesehen. Das Entlastungsventil 109 ist ein Druckregulierungsventil, das den Strömungsweg 108g als Reaktion auf den Druck des Kühlmittels in dem Zirkulationsweg 108 öffnet und schließt.
Das Entlastungsventil 109 kann verhindern, dass der Zirkulationsweg 108 durch anormale Erhöhung des Drucks in dem Zirkulationsweg 108 aufgrund von Vergasen des Kühlmittels beschädigt wird, wenn das Laserbearbeitungssystem 80 zum Beispiel während einer langen Zeit angehalten ist.
Der Strömungsweg 108f wird durch ein Loch definiert, das an der Düse 106 ausgebildet und fluidtechnisch mit dem Strömungsweg 108e und dem Strömungsweg 108g verbunden ist. Der Strömungsweg 108h wird durch ein Rohr definiert, das von dem Hauptkörper 104 und der Verbindung 102 getrennt ist und fluidtechnisch mit dem Strömungsweg 108a und dem Strömungsweg 108g verbunden ist. Die Strömungswege 108a bis 108h stehen miteinander in Fluidkommunikation und bilden den geschlossenen Zirkulationsweg 108.
Das Kühlmittelbecken 108i ist ein Bereich, der an einem mittleren Abschnitt des Strömungswegs 108g ausgebildet ist und einen äquivalenten Durchmesser (Querschnittfläche) größer als der Strömungsweg 108g hat. Das Kühlmittelbecken 108i kann vorübergehend Kühlmittel, das in dem Strömungsweg 108g fließt, speichern.
Das Kühlmittelbecken 108j ist ein Bereich, der an einem mittleren Abschnitt des Strömungswegs 108e ausgebildet ist und einen äquivalenten Durchmesser (Querschnittfläche)hat, der größer als der des Strömungswegs 108e ist. Das Kühlmittelbecken 108j kann vorübergehend Kühlmittel, das in dem Strömungsweg 108e fließt, speichern.
Jedes der Kühlmittelbecken 108i und 108j ist an einem Abschnitt ausgebildet, der sich aufgrund des Ausbreitens des Laserstrahls in dem Laserbearbeitungskopf 100 erwärmen kann. Bei dieser Ausführungsform sind die Kühlmittelbecken 108i und 108j benachbart zu den Optikelementen 16 angeordnet. Zu bemerken ist, dass das Kühlmittelbecken an der Verbindung 102 ausgebildet sein kann (zum Beispiel an einem mittleren Abschnitt des Strömungswegs 108a).
Die Wärmeableitungsrippe 110 ist auf eine äußere Oberfläche des Hauptkörpers 104 montiert. Wie oben beschrieben, ist die Wärmeableitungsrippe 110 mit einem Loch ausgebildet, das sich durch die Wärmeableitungsrippe 110 erstreckt und den Strömungsweg 108c definiert.
Nun wird unter Bezugnahme auf die 12 und 13 ein Betrieb des Laserbearbeitungssystems 80 beschrieben. Der Ablauf, der in 12 gezeigt ist, beginnt, wenn die Steuervorrichtung 84 einen Laserbearbeitungsbefehl von dem Benutzer, dem Hostcontroller, dem Laserbearbeitungsprogramm oder dergleichen empfängt.
Bei Schritt S31 überträgt die Steuervorrichtung 112 einen Drehbefehl an den Motor 58 der Kühlmittelzirkulationsvorrichtung 22, um die Kühlmittelzirkulationsvorrichtung 22 mit der Rotationsgeschwindigkeit P₀, ähnlich wie bei dem oben erwähnten Schritt S1, zu drehen. Dadurch fließt Fluid, das in dem Zirkulationsweg 108 eingeschlossen ist, in dem Zirkulationsweg 108.
Bei Schritt S32 erzeugt die Laseroszillatorsteuervorrichtung 84 einen Laserstrahl. Genauer überträgt in Übereinstimmung mit dem oben erwähnten Laserbearbeitungsbefehl die Laseroszillatorsteuervorrichtung 84 zu dem Laseroszillator 82 einen Befehl in Beziehung auf die Laserleistung des Laserstrahls, der von dem Laseroszillator 82 abgegeben werden soll.
Genauer überträgt die Laseroszillatorsteuervorrichtung 84 zu dem Laseroszillator 82 einen Laserausgabebefehl mit kontinuierlicher Welle (CW), einen Frequenzbefehl oder einen Impulswellen (PW)-Arbeitsbefehl. In Übereinstimmung mit dem Befehl, der von der Laseroszillatorsteuervorrichtung 84 empfangen wird, erzeugt der Laseroszillator 82 einen Laserstrahl und gibt ihn von dem Auskoppelspiegel 86 aus.
Der Laserbearbeitungskopf 100 empfängt den Laserstrahl, der von dem Auskoppelspiegel 86 emittiert wird, an der Verbindung 102 und konzentriert den empfangenen Laserstrahl durch die Optikelemente 16. Dann gibt der Laserbearbeitungskopf 100 den konzentrierten Laserstrahl aus der Düse 106 derart aus, dass er auf das Werkstück W eingestrahlt wird. Das Werkstück wird daher in Übereinstimmung mit dem Laserbearbeitungsbefehl durch den Laser bearbeitet.
Bei Schritt S33 erfasst die Steuervorrichtung 112 von der Laseroszillatorsteuervorrichtung 84 den Befehl, der von der Laseroszillatorsteuervorrichtung 84 zu dem Laseroszillator 82 bei Schritt S32 abgegeben wird. Genauer erhält die Steuervorrichtung 112 von der Laseroszillatorsteuervorrichtung 84 den Laserausgabebefehl, den Frequenzbefehl oder den Arbeitsbefehl, der zu dem Laseroszillator 82 übertragen wurde.
Bei Schritt S34, findet die Steuervorrichtung 112 eine Laserleistung W, des Laserstrahls, der von dem Laseroszillator 82 emittiert wird, basierend auf dem bei Schritt S33 erhaltenen Befehl.
Beispielsweise stimmen, wenn der Laserausgabebefehl (zum Beispiel 5 kW) einer kontinuierlichen Welle (CW) bei Schritt S32 gesendet wird, der Laserausgabebefehl und die Laserleistung des Laserstrahls, der von dem Laseroszillator 82 ausgegeben wird, im Wesentlichen überein.
In diesem Fall speichert die Steuervorrichtung 112 folglich in dem Speicher den Laserausgabebefehl (zum Beispiel 5 kW), der bei Schritt S33 erfasst wurde, als die Laserleistung W des Laserstrahls, der von dem Laseroszillator 82 emittiert wurde.
Bei einem anderen Beispiel berechnet, falls die Steuervorrichtung 112 den Frequenzbefehl oder den Arbeitsbefehl bei Schritt S33 erfasst, die Steuervorrichtung 112 einen Mittelwert der Laserleistung aus dem Frequenzbefehl oder dem Arbeitsbefehl. Die Steuervorrichtung 112 speichert den berechneten Mittelwert als die Laserleistung W des Laserstrahls, der von dem Laseroszillator 82 ausgegeben wird, in dem Speicher der Steuervorrichtung 112.
Bei Schritt S35 erfasst die Steuervorrichtung 112 die Rotationsgeschwindigkeit P des Rotors der Kühlmittelzirkulationsvorrichtung 22 durch den Codierer 68, ähnlich wie bei dem oben erwähnten Schritt S2.
Bei Schritt S36 funktioniert die Steuervorrichtung 112 folglich als ein Zirkulationsvorrichtungsmonitor 72 (11) und bestimmt, ob P kleiner ist als P₁ (P<P₁), ähnlich wie bei dem oben erwähnten Schritt S3. Wenn die Steuervorrichtung 112 bestimmt, dass P kleiner ist als P₁ (das heißt, wenn „JA“ bestimmt wird), geht sie zu Schritt S37 weiter. Andererseits, wenn die Steuervorrichtung 112 bestimmt, dass P gleich oder größer ist als P₁ (das heißt, wenn „NEIN“ bestimmt wird), geht sie zu Schritt S38 weiter.
Bei Schritt S37 erzeugt die Steuervorrichtung 112 ein Alarmsignal in der Form eines Bilds oder Tons, das zum Beispiel „Abweichung tritt beim Betrieb des Gebläses auf“ angibt, ähnlich wie bei dem oben erwähnten Schritt S4. Dann meldet die Steuervorrichtung 112 dem Benutzer den Alarm über das Display oder den Lautsprecher.
Bei Schritt S38 führt die Steuervorrichtung 112 ein Betriebsschema des Gebläses 60 aus. Schritt S38 wird unter Bezugnahme auf 13 beschrieben.
Nachdem Schritt S38 begonnen wurde, bestimmt die Steuervorrichtung 112 bei Schritt S51, ob die Laserleistung W, die bei Schritt S34, der kurz zuvor ausgeführt wurde, gefunden wurde, niedriger ist als ein vorbestimmter Schwellenwert W₁ der Laserleistung (das heißt W<W₁). Der Schwellenwert W1 wird von dem Benutzer vorab festgelegt und in dem Speicher der Steuervorrichtung 112 gespeichert.
Wenn die Steuervorrichtung 112 bestimmt, dass W kleiner ist als W₁ (das heißt, wenn „JA“ bestimmt wird), geht sie zu Schritt S52 weiter. Andererseits, wenn die Steuervorrichtung 112 bestimmt, dass W gleich oder größer ist als W₁ (das heißt, wenn „NEIN“ bestimmt wird), geht sie zu Schritt S53 weiter.
Bei Schritt S52 steuert die Steuervorrichtung 112 die Rotationsgeschwindigkeit R des Gebläses 60, ähnlich wie bei dem oben erwähnten Schritt S7, auf null. Dann geht die Steuervorrichtung 112 zu Schritt S39 in 12 weiter.
Bei Schritt S53 bestimmt die Steuervorrichtung 112, ob die Laserleistung W, die bei Schritt S34 gefunden wurde, der kurz zuvor ausgeführt wurde, gleich oder höher ist als der oben erwähnte Schwellenwert W₁, und niedriger ist als ein vorbestimmter Schwellenwert W₂ der Laserleistung (das heißt W₁≤W<W₂). Der Schwellenwert W₂ wird von dem Benutzer vorab so festgelegt, dass er höher ist als der Schwellenwert W₁, und in dem Speicher der Steuervorrichtung 112 gespeichert.
Wenn die Steuervorrichtung 112 bestimmt, dass W₁≤W<W₂ erfüllt wird (das heißt, wenn „JA“ bestimmt wird), geht sie zu Schritt S54 weiter. Andererseits, wenn die Steuervorrichtung 112 bestimmt, dass W gleich oder größer ist als W₂ (das heißt, wenn „NEIN“ bestimmt wird), geht sie zu Schritt S55 weiter.
Bei Schritt S54 erzeugt die Steuervorrichtung 112, ähnlich wie bei dem oben erwähnten Schritt S22, den ersten Drehbefehl, der der ersten Rotationsgeschwindigkeit R₁ entspricht, und überträgt ihn zu dem Gebläsemotor 66, um das Gebläse 60 mit der ersten Rotationsgeschwindigkeit R₁ zu drehen.
Bei Schritt S55 bestimmt die Steuervorrichtung 112, ob die Laserleistung W, die bei Schritt S34 bestimmt wurde, der kurz zuvor ausgeführt wurde, gleich oder höher ist als der oben erwähnte Schwellenwert W₂, und niedriger ist als ein vorbestimmter Schwellenwert W₃ der Laserleistung (das heißt W₂≤W<W₃). Der Schwellenwert W₃ wird von dem Benutzer vorab so festgelegt, dass er höher ist als der Schwellenwert W₂, und in dem Speicher der Steuervorrichtung 112 gespeichert.
Wenn die Steuervorrichtung 112 bestimmt, dass W₂≤W<W₃ erfüllt ist (das heißt, wenn „JA“ bestimmt wird), geht sie zu Schritt S56 weiter. Andererseits geht sie, wenn die Steuervorrichtung 112 bestimmt, dass W gleich oder größer ist als W₃ ist (das heißt, wenn „NEIN“ bestimmt wird), zu Schritt S57 weiter.
Bei Schritt S56 erzeugt die Steuervorrichtung 112, ähnlich wie bei dem oben erwähnten Schritt S24, den zweiten Drehbefehl, der der zweiten Rotationsgeschwindigkeit R₂ entspricht, und überträgt ihn zu dem Gebläsemotor 66, um das Gebläse 60 mit der zweiten Rotationsgeschwindigkeit R₂ zu drehen.
Bei Schritt S57, erzeugt die Steuervorrichtung 112, ähnlich wie bei dem oben erwähnten Schritt S25, den dritten Drehbefehl, der der dritten Rotationsgeschwindigkeit R₃ entspricht, und überträgt ihn zu dem Gebläsemotor 66, um das Gebläse 60 mit der dritten Rotationsgeschwindigkeit R₃ zu drehen.
Bei dieser Ausführungsform findet daher die Steuervorrichtung 112 die Laserleistung W basierend auf dem Befehl, der von der Laseroszillatorsteuervorrichtung 84 zu dem Laseroszillator 82 bei Schritt S34 übertragen wird, und betreibt das Gebläse 60 bei den Schritten S51 bis S57 mit einer Rotationsgeschwindigkeit, die von der Laserleistung W abhängt.
Die Steuervorrichtung 112 funktioniert folglich als eine Gebläsesteuervorrichtung 114 (11), die das Gebläse 60 basierend auf dem Befehl steuert, der von der Laseroszillatorsteuervorrichtung 84 zu dem Laseroszillator 82 übertragen wird.
Bei Schritt S58 erhält die Steuervorrichtung 112 die Rotationsgeschwindigkeit R des Gebläses 60, ähnlich wie bei dem oben erwähnten Schritt S26, durch den Codierer 70.
Bei Schritt S59 funktioniert die Steuervorrichtung 112 als der Gebläsemonitor 76 (11) und bestimmt, ob R kleiner ist oder nicht als R₄ (R<R₄), ähnlich wie bei dem oben erwähnten Schritt S27.
Wenn die Steuervorrichtung 112 bestimmt, dass R kleiner ist als R₄ (das heißt, wenn „JA“ bestimmt wird), geht sie zu Schritt S60 weiter. Andererseits, wenn die Steuervorrichtung 112 bestimmt, dass R gleich oder größer ist als R₄ (das heißt, wenn „NEIN“ bestimmt wird), geht sie zu Schritt S39 in 12 weiter.
Bei Schritt S60 erzeugt die Steuervorrichtung 112, ähnlich wie bei dem oben erwähnten Schritt S28, ein Alarmsignal in der Form eines Bilds oder Tons, das zum Beispiel „Abweichung tritt beim Betrieb der Kühlmittelzirkulationsvorrichtung auf“, angibt.
Dann meldet die Steuervorrichtung 112 dem Benutzer den Alarm über das Display oder den Lautsprecher und geht weiter zu Schritt S40 in 12.
Unter erneuter Bezugnahme auf 12, bestimmt, ähnlich wie bei dem oben erwähnten Schritt S9, die Steuervorrichtung 112 bei Schritt S39 wieder, ob ein Betriebsstoppbefehl empfangen wird oder nicht.
Wenn die Steuervorrichtung 112 bestimmt, dass sie den Betriebsstoppbefehl empfängt (das heißt, wenn „JA“ bestimmt wird), geht sie zu Schritt S40 weiter. Andererseits, wenn die Steuervorrichtung 112 bestimmt, dass sie den Betriebsstoppbefehl nicht empfängt (das heißt, wenn „NEIN“ bestimmt wird), kehrt sie zu Schritt S32 zurück.
Bei Schritt S40 steuert die Steuervorrichtung 112 die Rotationsgeschwindigkeit R des Gebläses 60, ähnlich wie bei dem oben erwähnten Schritt S52, auf null.
Bei Schritt S41, ähnlich wie bei dem oben erwähnten Schritt S11, überträgt die Steuervorrichtung 112 einen Befehl zu dem Motor 58 der Kühlmittelzirkulationsvorrichtung 22, um den Motor 58 der Kühlmittelzirkulationsvorrichtung 22 zu stoppen. Dann beendet die Steuervorrichtung 112 den Ablauf, der in 12 gezeigt ist.
Bei dieser Ausführungsform ist der Zirkulationsweg 108 als ein Weg mit geschlossenem Fluß ausgelegt. Es ist folglich nicht erforderlich, eine Verbindung zum Verbinden der Kühlmittelzuführleitung, die sich von externen Geräten aus erstreckt, an dem Zirkulationsweg 108 vorzusehen, ähnlich wie bei den oben erwähnten Ausführungsformen.
Es wird daher zuverlässig verhindert, dass Bauteile, wie zum Beispiel die Optikelemente 16, aufgrund von Lecken des Kühlmittels kontaminiert wird, das durch Lösen der Kühlmittelzuführleitung von der Verbindung oder durch einen Fehler beim Anbringen der Verbindung an der Kühlmittelzuführleitung verursacht wird.
Da das Kühlmittel nicht von externen Geräten zu dem Zirkulationsweg 34 zugeführt wird, ist es ferner nicht erforderlich, dass der Benutzer eine Qualitätskontrolle (zum Beispiel einen Temperatur- und einen pH-Wert) des Kühlmittels, das von der externen Ausrüstung zugeführt wird, durchführt. Andererseits kann der Benutzer die Qualität des Kühlmittels leicht durch periodisches Wechseln des Kühlmittels in dem Zirkulationsweg 108 kontrollieren.
Ferner wird das Kühlmittel in dem Zirkulationsweg 108 von der Wärmeableitungsrippe 110 und dem Gebläse 60 durch so genannte Luftkühlung gekühlt. Es ist folglich möglich, eine Taukondensation in den Bauteilen des Laserbearbeitungskopfs 100 zu verhindern.
Ferner betreibt bei dieser Ausführungsform die Steuervorrichtung 112 das Gebläse 60 mit einer Rotationsgeschwindigkeit, die von der Laserleistung W des Laserstrahls abhängt, der von dem Laseroszillator 82 emittiert wird (Schritte S51 bis S57). Gemäß dieser Konfiguration kann die Betriebseffizienz des Gebläses 60 optimiert werden, und es ist daher möglich, den Leistungsverbrauch zu verringern.
Bei dieser Ausführungsform ist die Steuervorrichtung 112 als ein Element, das von der Laseroszillatorsteuervorrichtung 84 getrennt ist, vorgesehen. Die Steuervorrichtung 112 kann jedoch in die Laseroszillatorsteuervorrichtung 84 integriert sein. In diesem Fall funktioniert die Laseroszillatorsteuervorrichtung 84 als die Steuervorrichtung 112.
Zu bemerken ist, dass eine Öffnung zum Ersetzen oder Gießen des Kühlmittels an den Zirkulationswegen 20, 34, 42, 56, 108 vorgesehen werden kann. In diesem Fall wird die Öffnung durch ein Abdeckelement während des Betriebs der Laserverarbeitungsköpfe 10, 30, 40, 50, 100 abgedeckt.
Ferner kann ein Indikator vorgesehen werden, der es dem Benutzer ermöglicht, das Volumen des Kühlmittels in den Zirkulationswegen 20, 34, 42, 56, 108 zu prüfen.
Ferner kann an Stelle der oben erwähnten Codierer 70, 68 ein Impedanzerfassungsteil vorgesehen sein, das Impedanzen der Motoren 58, 66 erfasst. Falls die Drehung der Motoren 58, 66 aufgrund einer Funktionsstörung gestört wird, können Schwankungen der Impedanzen der Motoren 58, 66 auftreten. Die Steuervorrichtungen 64, 112 können folglich eine Funktionsstörung der Motoren 58, 66 basierend auf den Impedanzen, die von dem Impedanzerfassungsteil erfasst werden, erfassen.
Bei dem oben erwähnten Schritt S2, erfasst die Steuervorrichtung 64 zum Beispiel eine Impedanz Z des Motors 58 von dem Impedanzerfassungsteil. Bei Schritt S3 bestimmt die Steuervorrichtung 64 dann, ob die erfasste Impedanz Z von einem vorbestimmten Schwellenwert Z1 der Impedanz verschieden ist (zum Beispiel, ob ein Unterschied |Z-Z₁| gleich oder größer ist als ein Schwellenwert).
Alternativ erhält die Steuervorrichtung 64 bei dem oben erwähnten Schritt S26 zum Beispiel die Impedanz Z des Gebläsemotors 66 von dem Impedanzerfassungsteil. Bei Schritt S27 bestimmt die Steuervorrichtung 64 dann, ob die erfasste Impedanz Z von einem vorbestimmten Schwellenwert Z₂ der Impedanz unterschiedlich ist (zum Beispiel, ob ein Unterschied |Z-Z₂| gleich oder größer ist als ein Schwellenwert). Bei einem solchen System kann die Unregelmäßigkeit der Motoren 58, 66 erfasst werden.
Ferner kann bei der Ausführungsform der 6 eine Mehrzahl von Temperaturerfassungsteilen vorgesehen sein. In diesem Fall kann mindestens eines der Temperaturerfassungsteile an einem Abschnitt (zum Beispiel in der Nähe der Optikelemente 16 oder an der Verbindung 52) angeordnet werden, der dazu neigt, aufgrund des Laserstrahls erwärmt zu werden.
Die Zirkulationswege 20, 34 und 42, die in den 1 bis 5 gezeigt sind, können ferner in der Ausführungsform angewandt werden, die in 6 oder 10 gezeigt ist. Zusätzlich können die Merkmale der Ausführungsformen, die in den 1 bis 6 und 10 gezeigt sind, kombiniert werden.
Der Zirkulationsweg 20, der in 1 gezeigt ist, kann zum Beispiel an dem Hauptkörper 104 des Laserbearbeitungskopfs 100, der in 10 gezeigt ist, ausgebildet werden. In diesem Fall kann der Laserbearbeitungskopf 100 eine erste Kühlmittelzirkulationsvorrichtung aufweisen, die das Kühlmittel in dem Zirkulationsweg 20 zirkuliert, und eine zweite Kühlmittelzirkulationsvorrichtung, die das Kühlmittel in dem Zirkulationsweg 108 zirkuliert. Der Laserbearbeitungskopf kann daher eine Vielzahl von Zirkulationswegen und eine Vielzahl von Kühlmittelzirkulationsvorrichtungen aufweisen.
Zusätzlich können die Kühlmittelbecken 108i und 108j, die in 10 gezeigt sind, an einem mittleren Abschnitt des Zirkulationswegs 56 ausgebildet sein, der in 6 gezeigt ist.
Obwohl die Erfindung vorausgehend anhand von Ausführungsformen beschrieben wurde, sollen die Ausführungsformen, wie sie oben beschrieben sind, die Erfindung gemäß den Ansprüchen nicht einschränken. Obwohl Ausführungsformen der Kombinationen der Merkmale, die durch Aspekte der Erfindung beschrieben werden, ebenfalls durch den technischen Bereich der Erfindung umfasst sein können, sind außerdem nicht alle Kombinationen dieser Merkmale unbedingt für eine Lösung der Erfindung wesentlich. Ferner ist es für den Fachmann auch klar, dass die oben beschriebenen Ausführungsformen auf diverse Arten geändert oder verbessert werden können.
Zu bemerken ist ferner, dass die Reihenfolge der Ausführung jeder Verarbeitung von Vorgängen, Vorgehensweisen, Schritten, Prozessen, Etappen oder dergleichen in der Vorrichtung, dem System, Programm und dem Verfahren, wie im Bereich der Ansprüche, Beschreibung und Zeichnungen gezeigt, nicht explizit festgelegt ist, wie zum Beispiel „bevor“, „vor“ und dergleichen, und dass die Verarbeitung in irgendeiner Reihenfolge umgesetzt werden kann, außer wenn die Ausgabe der vorhergehenden Verarbeitung in der darauf folgenden Verarbeitung verwendet wird. Auch wenn die Beschreibung aus praktischen Gründen unter Verwenden von „erste“, „nächste“, „darauf folgend“, „dann“ oder dergleichen in Zusammenhang mit einem Operationsablauf in dem Bereich der Ansprüche, Beschreibung und Zeichnungen erfolgt, bedeutet das nicht, dass die Verarbeitung zwingend in dieser Reihenfolge implementiert werden sollte.

Claims

Laserbearbeitungskopf (10), der dafür eingerichtet ist, einen Laserstahl zu konzentrieren und ihn auf ein Werkstück (W) zu strahlen, wobei der Laserbearbeitungskopf (10) Folgendes umfasst: einen Kopfkörper (12, 14, 18), der Folgendes aufweist: ein einen Strahl empfangendes Teil (12), das dafür eingerichtet ist, einen Laserstrahl zu empfangen, ein einen Strahl abgebendes Teil (18), der dafür eingerichtet ist, den von dem einen Strahl empfangenden Teil (12) empfangenen Laserstrahl nach außen abzugeben, ein optisches Element (16), das in dem Körper gehalten wird und dafür eingerichtet ist, den von dem einen Strahl empfangenden Teil (12) empfangenen Laserstrahl zu konzentrieren und zu dem einen Strahl abgebenden Teil (18) zu führen, einen geschlossenen Zirkulationsweg mit einer Schleife (20), der bei dem Kopfkörper (12, 14, 18) so vorgesehen ist, dass er sich in Form einer Schleife an einer von dem optischen Weg getrennten Position erstreckt, wobei der Zirkulationsweg (20) dafür eingerichtet ist, ein Kühlmittel zum Entfernen von Wärme zu zirkulieren, die in dem Laserbearbeitungskopf (10) aufgrund des Propagierens des Laserstrahls in dem Laserbearbeitungskopf (10) erzeugt wird, und eine Kühlmittelzirkulationsvorrichtung (22), die einen in dem Zirkulationsweg (20) angeordneten Rotor aufweist und die dafür eingerichtet ist, das Kühlmittel, indem der Rotor gedreht wird, zu veranlassen, in dem Zirkulationsweg (20) zu fließen, so dass es in dem Zirkulationsweg (20) zirkuliert.
Laserbearbeitungskopf nach Anspruch 1, wobei der Kopfkörper (12, 14, 18) aufweist: einen Hauptkörper (14), der das Optikelement (16) hält, eine Verbindung (12), die an einem Ende des Hauptkörpers vorgesehen ist und das einen Strahl empfangende Teil aufweist, und eine Düse (18), die an dem anderen Ende des Hauptkörpers vorgesehen ist und die das einen Strahl abgebende Teil aufweist, wobei der Zirkulationsweg (20) definiert ist durch: ein Loch, das an dem Hauptkörper, der Verbindung oder der Düse ausgebildet ist, oder ein Rohr, das an dem Hauptkörper, der Verbindung oder der Düse befestigt ist.
Laserbearbeitungskopf (50) nach Anspruch 1 oder 2, der ferner eine Wärmeableitungsrippe (57), die benachbart zu dem Zirkulationsweg (20) angeordnet ist, umfasst.
Laserbearbeitungskopf nach einem der Ansprüche 1 bis 3, der ferner ein Gebläse (60) umfasst, das dafür eingerichtet ist, einen Luftstrom zu erzeugen, um die Wärme von dem Laserbearbeitungskopf (50) zu entfernen.
Laserbearbeitungskopf nach Anspruch 4, der ferner Folgendes umfasst: ein Temperaturerfassungsteil (62), das dafür eingerichtet ist, die Temperatur des Laserbearbeitungskopfs (10) zu erfassen, und eine Gebläsesteuervorrichtung (64), die dafür eingerichtet ist, das Gebläse (60) basierend auf der Temperatur, die von dem Temperaturerfassungsteil erfasst wird, zu steuern.
Laserbearbeitungskopf nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Zirkulationsweg aufweist: einen Strömungsweg (108a, 108b, 108c, 108d, 108e, 108f, 108g, 108h), der eine vorbestimmte Querschnittsfläche aufweist, und ein Kühlmittelbecken (108i, 108j), das mit dem Strömungsweg verbunden ist und eine Querschnittsfläche größer als die des Strömungswegs aufweist, wobei das Kühlmittelbecken (108i, 108j) benachbart zu dem Optikelement (16) angeordnet ist, so dass das optische Element gekühlt wird.
Laserbearbeitungskopf nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei sich der Zirkulationsweg (20) so erstreckt, dass er das optische Element (16) umgibt.
Laserbearbeitungskopf (50), der dafür eingerichtet ist, einen Laserstahl zu konzentrieren und ihn auf ein Werkstück (W) zu strahlen, wobei der Laserbearbeitungskopf Folgendes umfasst: einen geschlossenen Zirkulationsweg (56), der dafür eingerichtet ist, ein Kühlmittel zum Entfernen von Wärme zu zirkulieren, die in dem Laserbearbeitungskopf (50) aufgrund des Propagierens des Laserstrahls in dem Laserbearbeitungskopf erzeugt wird, eine Kühlmittelzirkulationsvorrichtung (22), die dafür eingerichtet ist, das Kühlmittel zu veranlassen, in dem Zirkulationsweg (20) zu fließen, so dass es in dem Zirkulationsweg (20) zirkuliert, ein Gebläse (60), das dafür eingerichtet ist, einen Luftstrom zu erzeugen, um die Wärme von dem Laserbearbeitungskopf (50) zu entfernen, und eine Gebläsesteuervorrichtung (74), die dafür eingerichtet ist, das Gebläse basierend auf einem Befehl zu steuern, der von einer Laseroszillatorsteuervorrichtung (84) zu einem Laseroszillator (82) übertragen wird, um den Laseroszillator (82) zu veranlassen, den Laserstrahl zu erzeugen.
Laserbearbeitungskopf (50), der dafür eingerichtet ist, einen Laserstahl zu konzentrieren und ihn auf ein Werkstück (W) zu strahlen, wobei der Laserbearbeitungskopf Folgendes umfasst: einen geschlossenen Zirkulationsweg (56), der dafür eingerichtet ist, ein Kühlmittel zum Entfernen von Wärme zu zirkulieren, die in dem Laserbearbeitungskopf (50) aufgrund des Propagierens des Laserstrahls in dem Laserbearbeitungskopf erzeugt wird, eine Kühlmittelzirkulationsvorrichtung (22), die dafür eingerichtet ist, das Kühlmittel zu veranlassen, in dem Zirkulationsweg (56) zu fließen, so dass es in dem Zirkulationsweg zirkuliert, ein Gebläse (60), das dafür eingerichtet ist, einen Luftstrom zu erzeugen, um die Wärme von dem Laserbearbeitungskopf (50) zu entfernen, und einen Gebläsemonitor (76), der dafür eingerichtet ist, einen Betrieb des Gebläses (60) zu überwachen.
Laserbearbeitungskopf (50), der dafür eingerichtet ist, einen Laserstahl zu konzentrieren und ihn auf ein Werkstück (W) einzustrahlen, wobei der Laserbearbeitungskopf Folgendes umfasst: einen geschlossenen Zirkulationsweg (56), der dafür eingerichtet ist, ein Kühlmittel zum Entfernen von Wärme zu zirkulieren, die in dem Laserbearbeitungskopf (50) aufgrund des Propagierens des Laserstrahls in dem Laserbearbeitungskopf (50) erzeugt wird, eine Kühlmittelzirkulationsvorrichtung (22), die dafür eingerichtet ist, das Kühlmittel zu veranlassen, in dem Zirkulationsweg (20) zu fließen, so dass es in dem Zirkulationsweg (20) zirkuliert, und einen Zirkulationsvorrichtungsmonitor (72), der dafür eingerichtet ist, einen Betrieb der Kühlmittelzirkulationsvorrichtung zu überwachen.