JP2012024774A

JP2012024774A - Laser processing head

Info

Publication number: JP2012024774A
Application number: JP2010162646A
Authority: JP
Inventors: Hironobu Mitsuyoshi; 弘信三吉; Masato Takatsu; 正人高津; Yoshito Kagiwada; 義人鍵和田; Iwao Hayashi; 巌林; Jun Iwasaki; 潤岩崎; Daisuke Kanzaki; 大輔神崎
Original assignee: Amada Co Ltd
Current assignee: Amada Co Ltd
Priority date: 2010-07-20
Filing date: 2010-07-20
Publication date: 2012-02-09

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a laser processing head having a function of detecting disconnection of an optical fiber.SOLUTION: The laser processing head includes a collimation lens device 19 for making a laser light emitted from an exit end of the optical fiber 7 parallel and a bend mirror 51A for bending the laser light made parallel in a condenser lens direction. The optical fiber 7 has a configuration including a conductor 59 for electrically detecting disconnection of the optical fiber 7. The laser processing head further has an optical sensor 57 for optically detecting disconnection of the optical fiber by detecting presence or absence of a reflected light from a laser processing position or a condenser lens, and a disconnection determining section 69 that determines disconnection of the optical fiber based on a combination of a disconnection signal of the conductor 59 or an ON signal of a laser oscillator 67 and an OFF signal indicating no reflected light from the optical sensor 57.

Description

本発明は、光ファイバーの出射端から出射されたレーザ光を平行光線化するためのコリメーションレンズ装置と、平行光線化されたレーザ光を集光レンズ方向へ屈曲するベンドミラーとを備えたレーザ加工ヘッドに係り、さらに詳細には、前記光ファイバーの断線を電気的にかつ光学的に検出する機能を備えたレーザ加工ヘッドに関する。 The present invention relates to a laser processing head comprising a collimation lens device for collimating a laser beam emitted from an exit end of an optical fiber, and a bend mirror that bends the collimated laser beam toward a condenser lens. More particularly, the present invention relates to a laser processing head having a function of electrically and optically detecting disconnection of the optical fiber.

光ファイバーを接続したレーザ加工ヘッドにおいては、光ファイバーが断線すると問題があるので、光ファイバーの断線を検出するためのファイバー断線検出手段が備えられている（例えば特許文献１参照）。 Since the laser processing head connected to the optical fiber has a problem when the optical fiber is disconnected, a fiber disconnection detecting means for detecting the disconnection of the optical fiber is provided (for example, see Patent Document 1).

特開２００１−１９１１８８号公報JP 2001-191188 A

前記特許文献１に記載の構成は、光ファイバーから出射されたレーザ光の集光レンズからの反射光の有無を検出している。したがって、レーザ発振器からレーザ光が発振されているときには光ファイバーの断線を検出することができるものの、レーザ光が発振されていないときには、光ファイバーの断線を検出することができないという問題がある。 The configuration described in Patent Document 1 detects the presence or absence of reflected light from a condensing lens of laser light emitted from an optical fiber. Therefore, the disconnection of the optical fiber can be detected when the laser light is oscillated from the laser oscillator, but the disconnection of the optical fiber cannot be detected when the laser light is not oscillated.

本発明は、前述のごとき従来の問題に鑑みてなされたもので、光ファイバーの出射端から出射されたレーザ光を平行光線化するためのコリメーションレンズ装置と、平行光線化されたレーザ光を集光レンズ方向へ屈曲するためのベンドミラーとを備えたレーザ加工ヘッドであって、前記光ファイバーは、当該光ファイバーの断線を電気的に検出するための導線を備えた構成であり、レーザ加工位置又は集光レンズからの反射光の有無を検出して光学的に光ファイバーの断線を検出するための光学センサを備えていることを特徴とするものである。 The present invention has been made in view of the conventional problems as described above. The collimation lens device for collimating the laser beam emitted from the emission end of the optical fiber, and condensing the collimated laser beam. A laser processing head including a bend mirror for bending in a lens direction, wherein the optical fiber is configured to include a conducting wire for electrically detecting disconnection of the optical fiber, and a laser processing position or a light collecting point. An optical sensor for detecting the presence or absence of reflected light from the lens and optically detecting disconnection of the optical fiber is provided.

また、前記レーザ加工ヘッドにおいて、前記導線の断線信号又はレーザ発振器のＯＮ信号と前記光学センサの反射光無しの信号との組合せによって前記光ファイバーの断線を判別する断線判別手段を備えていることを特徴とするものである。 The laser processing head further comprises a disconnection determining means for determining the disconnection of the optical fiber based on a combination of the disconnection signal of the conducting wire or the ON signal of the laser oscillator and the signal without reflected light of the optical sensor. It is what.

本発明によれば、光ファイバーに備えた導線の断線を電気的に検出することによって光ファイバーの断線を検出する手段と、レーザ加工位置又は集光レンズからの反射光の有無を検出して光ファイバーの断線を光学的に検出する手段とを備えているので、光ファイバーに備えた導線の断線を電気的に検出するときは、レーザ発振器からのレーザ光の発振がない場合であっても光ファイバーの断線を検出することができる。そして、光ファイバーの断線を光学的に検出する場合には、導線が断線されずに光ファイバーの入射端や中心が損傷を受けた場合に有効に検出することができる。 According to the present invention, the means for detecting the disconnection of the optical fiber by electrically detecting the disconnection of the conducting wire provided in the optical fiber, and the disconnection of the optical fiber by detecting the laser processing position or the presence or absence of the reflected light from the condenser lens When detecting the disconnection of the conducting wire provided in the optical fiber, the disconnection of the optical fiber is detected even when there is no laser light oscillation from the laser oscillator. can do. In the case where the disconnection of the optical fiber is optically detected, it is possible to detect effectively when the incident end and the center of the optical fiber are damaged without disconnecting the conducting wire.

本発明の実施形態に係るレーザ加工ヘッド及びその使用形態を概念的、概略的に示した平面説明図である。It is a plane explanatory view showing the laser processing head concerning the embodiment of the present invention, and its use form notionally and roughly. 本発明の実施形態に係るレーザ加工ヘッドの斜視説明図である。It is a perspective explanatory view of the laser processing head concerning the embodiment of the present invention. 上記レーザ加工ヘッドの平断面説明図である。It is a plane cross-sectional explanatory drawing of the said laser processing head. コリメーションレンズ装置の断面説明図である。It is a section explanatory view of a collimation lens device. コリメーションレンズを保持したレンズホルダの断面説明図である。It is sectional explanatory drawing of the lens holder holding the collimation lens. 光ファイバーの構成を概念的、概略的に示した説明図である。It is explanatory drawing which showed notionally and schematically the structure of the optical fiber. 光ファイバーの断線を判別する構成を概念的に示した機能ブロック図である。It is the functional block diagram which showed notionally the structure which discriminate | determines the disconnection of an optical fiber.

図１に、平面図として概念的、概略的に示すように、本発明の実施形態に係るレーザ加工ヘッド１は、レーザ加工される板状のワーク（図示省略）を支持するワークテーブル３に対して前後方向であるＹ軸方向へ移動位置決め自在な門形のキャリッジベース５に、左右方向であるＸ軸方向へ移動位置決め自在に支持されている。そして、前記レーザ加工ヘッド１には光ファイバー７が接続してある。 As conceptually and schematically shown in FIG. 1 as a plan view, a laser processing head 1 according to an embodiment of the present invention is provided for a work table 3 that supports a plate-shaped workpiece (not shown) to be laser processed. Thus, it is supported by a portal-shaped carriage base 5 that can be moved and positioned in the Y-axis direction, which is the front-rear direction, so that it can be moved and positioned in the X-axis direction, which is the left-right direction. An optical fiber 7 is connected to the laser processing head 1.

前記レーザ加工ヘッド１は、前記キャリッジベース５にＸ軸方向へ移動自在に備えられたスライドベース８（図２参照）上に装着されたレーザ加工ヘッドハウジング９を備えている。上記レーザ加工ヘッドハウジング９は、当該レーザ加工ヘッドのほぼ四角形状の中央部９ＣからＹ軸方向前方向（図３において左方向）へ突出した前方向突出部１１を備えると共にＹ軸方向後方向（図３において右方向）へ突出した後方向突出部１３を備えている。さらに、前記レーザ加工ヘッドハウジング９は、前記後方向突出部１３に近接した状態でもってＸ軸方向の左右方向へ突出した左右方向突出部１５を備えている。 The laser processing head 1 includes a laser processing head housing 9 mounted on a slide base 8 (see FIG. 2) provided on the carriage base 5 so as to be movable in the X-axis direction. The laser processing head housing 9 includes a front protruding portion 11 protruding in the Y-axis direction forward direction (left direction in FIG. 3) from the substantially rectangular central portion 9C of the laser processing head and the Y-axis direction rearward direction ( A rearward protruding portion 13 protruding rightward in FIG. 3 is provided. Further, the laser processing head housing 9 includes a left-right protruding portion 15 protruding in the left-right direction in the X-axis direction in the state of being close to the rearward protruding portion 13.

そして、前記左右方向突出部１５のＹ軸方向の後面には、前記光ファイバー７の出射端側に取付けた端部取付部材１７をボルトなどのごとき取付具を介して取り外し可能に接続したコリメーションレンズ装置１９が前記後方向突出部１３に隣接して装着してある。より詳細には、前記コリメーションレンズ装置１９は、前記左右方向突出部１５のＹ軸方向の後面にボルト等の取付具を介して着脱可能に取付けたコリメーションハウジング２１を備えており、このコリメーションハウジング２１には、前記端部取付部材１７を取付けた筒状の出射端側支持部材２３が一体的に備えられている。 And the collimation lens apparatus which connected to the rear surface of the said left-right direction protrusion part 15 in the Y-axis direction so that the edge part attachment member 17 attached to the output end side of the said optical fiber 7 could be removed via fixtures, such as a volt | bolt. 19 is mounted adjacent to the rearward protrusion 13. More specifically, the collimation lens device 19 includes a collimation housing 21 that is detachably attached to the rear surface in the Y-axis direction of the left-right protruding portion 15 via a fixture such as a bolt. Is integrally provided with a cylindrical emission end side support member 23 to which the end attachment member 17 is attached.

そして、前記コリメーションハウジング２１内には、図４に詳細に示すように、移動パイプ部材２５が軸方向へ位置調節可能に備えられている。より詳細には、前記コリメーションハウジング２１は先端側ハウジング２７Ａと基端側ハウジング２７Ｂとの間に、リング状のウォームホイール２９を回転自在に内装したギアハウジング２７Ｃを備えた構成であって、前記移動パイプ部材２５の先端側は、前記先端側ハウジング２７Ａの先端部にボルト等のごとき取付具を介して取付けたリングホルダ３１に摺動自在に支持されている。そして、前記移動パイプ部材２５の先端側外周面と前記リングホルダ３１との間にはシール部材が介在してある。 As shown in detail in FIG. 4, a moving pipe member 25 is provided in the collimation housing 21 so that its position can be adjusted in the axial direction. More specifically, the collimation housing 21 includes a gear housing 27C in which a ring-shaped worm wheel 29 is rotatably mounted between a distal end side housing 27A and a proximal end side housing 27B, and the movement The distal end side of the pipe member 25 is slidably supported by a ring holder 31 attached to the distal end portion of the distal end side housing 27A via a fitting such as a bolt. A seal member is interposed between the outer peripheral surface of the moving pipe member 25 and the ring holder 31.

前記移動パイプ２５の基端部側は前記基端側ハウジング２７Ｂ内に摺動自在に嵌入してあり、この基端側外周面と前記基端側ハウジング２７Ｂの内周面との間にはシール部材が介在してある。前記移動パイプ部材２５を軸方向に移動するために、前記移動パイプ部材２５の外周面に形成した雄ねじ部２５Ｓには、リング状の前記ウォームホイール２９の内周面に形成した雌ねじ部２９Ｓが相対的に移動自在に螺合してある。 A base end side of the moving pipe 25 is slidably fitted into the base end side housing 27B, and a seal is provided between the base end side outer peripheral surface and the base end side housing 27B. A member is interposed. In order to move the moving pipe member 25 in the axial direction, a female screw portion 29S formed on the inner peripheral surface of the ring-shaped worm wheel 29 is opposed to a male screw portion 25S formed on the outer peripheral surface of the moving pipe member 25. It is screwed so as to be freely movable.

そして、前記ウォームホイール２９には、前記ギアハウジング２７Ｃに装着したモータＭ１によって回転されるウォームギア３３（図３参照）が噛合してある。前記ウォームホイール２９の回転時に、前記移動パイプ部材２５の回転を阻止するために、前記移動パイプ部材２５の外周面には長手方向のキー溝２５Ｋが形成してあり、このキー溝２５Ｋには、前記先端側ハウジング２７Ａに取付けたキー３５が相対的に移動可能に係合してある。 The worm wheel 29 meshes with a worm gear 33 (see FIG. 3) that is rotated by a motor M1 mounted on the gear housing 27C. In order to prevent the movement of the moving pipe member 25 during the rotation of the worm wheel 29, a longitudinal key groove 25K is formed on the outer peripheral surface of the moving pipe member 25. A key 35 attached to the distal end side housing 27A is engaged so as to be relatively movable.

したがって、前記モータＭ１を正逆回転駆動すると、前記ウォームギア３３を介して前記ウォームホイール２９が正回転、逆回転されることになる。よって、前記移動パイプ部材２５は、当該移動パイプ部材２５の軸方向（図４において左右方向）へ移動することができ、軸方向への移動位置を調節することができるものである。 Therefore, when the motor M1 is driven to rotate forward and backward, the worm wheel 29 is rotated forward and backward via the worm gear 33. Therefore, the moving pipe member 25 can move in the axial direction (left and right direction in FIG. 4) of the moving pipe member 25, and the moving position in the axial direction can be adjusted.

前記移動パイプ部材２５の基端部（図４において右端部）には、前記光ファイバー７の出射端から出射されたレーザ光を平行光線化するためのコリメーションレンズ３７を備えたレンズホルダ３９が着脱交換可能に備えられている。 At the base end portion (right end portion in FIG. 4) of the moving pipe member 25, a lens holder 39 having a collimation lens 37 for collimating the laser beam emitted from the emission end of the optical fiber 7 is exchanged. It is possible.

より詳細には、前記レンズホルダ３９は、図５に詳細に示すように、前記移動パイプ部材２５の基端部側内周面に形成した雌ねじ部に着脱可能に螺合する雄ねじ部４１Ｓを備えた環状のホルダ本体４１Ａと、前記コリメーションレンズ３７を前記ホルダ本体４１Ａ内に固定保持するための環状のサブホルダ本体４１Ｂとを備えている。このサブホルダ本体４１Ｂは、ボルト等のごとき固定具によって取り外し可能に固定してある。そして、前記ホルダ本体４１Ａには、前記移動パイプ２５内を流れてきたパージエアーを通すための気体通路４１Ｃが周方向の複数箇所に備えられている。 More specifically, as shown in detail in FIG. 5, the lens holder 39 includes a male screw portion 41 </ b> S that removably engages with a female screw portion formed on the inner peripheral surface of the proximal end portion of the moving pipe member 25. An annular holder main body 41A and an annular sub-holder main body 41B for fixing and holding the collimation lens 37 in the holder main body 41A are provided. The sub-holder body 41B is detachably fixed by a fixing tool such as a bolt. The holder main body 41A is provided with a plurality of gas passages 41C in the circumferential direction for passing purge air that has flowed through the moving pipe 25.

そして、前記気体通路４１Ｃを通過したパージエアー（冷却流体）を外部へ排出するために、図４に示すように、前記出射端側支持部材２３又は前記基端側ハウジング２７Ｂの適宜位置にはパージエアー排出手段４３が備えられている。上記パージエアー排出手段４３は排気孔に形成してあり、この排気孔にはフィルタを内装した排気管４３Ａ（図２参照）が取付けてある。なお、前記レーザ加工ヘッドハウジング９内は、パージエアー供給手段（図示省略）から供給されるパージエアーによって大気圧よりも高圧に保持されており、前記排気管４３Ａからはパージエアーが常に排気されているものである。 Then, in order to discharge the purge air (cooling fluid) that has passed through the gas passage 41C to the outside, as shown in FIG. 4, purge is performed at an appropriate position of the emission end side support member 23 or the base end side housing 27B. Air discharge means 43 is provided. The purge air discharge means 43 is formed in an exhaust hole, and an exhaust pipe 43A (see FIG. 2) with a filter built in is attached to the exhaust hole. The laser processing head housing 9 is maintained at a pressure higher than atmospheric pressure by purge air supplied from a purge air supply means (not shown), and purge air is always exhausted from the exhaust pipe 43A. It is what.

前記構成により、パージエアー供給手段（図示省略）から前記移動パイプ部材２５内へ供給されたパージエアーは、レンズホルダ３９における気体通路４１Ｃ内を流れてパージエアー排出手段４３から外部へ常に排気されることになる。したがって、パージエアーによってレンズホルダ３９が冷却されると共にコリメーションレンズ３７の冷却を効果的に行うことができるものである。なお、前記構成においては、気体通路４１Ｃを穴に形成した場合について例示してあるが、気体通路４１Ｃは溝に形成することも可能である。また、気体通路４１Ｃの穴を、コリメーションレンズ３７に近接した位置に開口し、コリメーションレンズ３７に接触してコリメーションレンズ３７を直接的に冷却した後のパージエアーを排気する構成とすることも可能である。 With the above configuration, the purge air supplied from the purge air supply means (not shown) into the moving pipe member 25 flows through the gas passage 41C in the lens holder 39 and is always exhausted from the purge air discharge means 43 to the outside. It will be. Therefore, the lens holder 39 is cooled by the purge air and the collimation lens 37 can be cooled effectively. In addition, in the said structure, although illustrated about the case where 41 C of gas passages are formed in a hole, 41 C of gas passages can also be formed in a groove | channel. Alternatively, the hole of the gas passage 41C is opened at a position close to the collimation lens 37, and purge air after the collimation lens 37 is directly cooled by contacting the collimation lens 37 can be exhausted. is there.

再び図３を参照するに、前記後方向突出部１３には、曲率可変ミラー４５が装着してある。この曲率可変ミラー４５は、凹面状の反射面を備えた反射鏡の背面に備えた圧力室内の圧力を調節することによって、前記反射面の曲率を変更することができる構成である。なお、この種の曲率可変ミラー４５は公知の構成であるから、曲率可変ミラー４５の構成についての詳細な説明は省略する。 Referring again to FIG. 3, a variable curvature mirror 45 is attached to the rearward protruding portion 13. The curvature variable mirror 45 is configured to change the curvature of the reflecting surface by adjusting the pressure in the pressure chamber provided on the back surface of the reflecting mirror having a concave reflecting surface. Since this type of variable curvature mirror 45 has a known configuration, a detailed description of the configuration of the variable curvature mirror 45 is omitted.

前記レーザ加工ヘッドハウジング９内において、前記コリメーションレンズ装置１９の指向方向に対向した位置、すなわち前記左右方向突出部１５の前壁には、当該コリメーションレンズ装置１９によって平行光線化されたレーザ光を反射するベンドミラー４７Ａを備えたミラーユニット４７が傾斜して着脱可能に装着されている。また、前記レーザ加工ヘッドハウジング９の中央部９Ｃには、前記ベンドミラー４７Ａから反射されたレーザ光を、前記曲率可変ミラー４５に対して小さな入射角で入射するためのベンドミラー４９Ａを備えたミラーユニット４９が備えられている。そして、前記レーザ加工ヘッドハウジング９における前記前方向突出部１１の端部には、前記曲率可変ミラー４５において反射されたレーザ光を垂直下方向へ反射するベンドミラー５１Ａを備えたミラーユニット５１が備えられている。 In the laser processing head housing 9, the laser beam collimated by the collimation lens device 19 is reflected to a position facing the direction of the collimation lens device 19, that is, to the front wall of the left-right protruding portion 15. A mirror unit 47 having a bend mirror 47A is attached so as to be inclined and detachable. Further, a mirror provided with a bend mirror 49A for allowing the laser beam reflected from the bend mirror 47A to enter the variable curvature mirror 45 at a small incident angle at the central portion 9C of the laser processing head housing 9. A unit 49 is provided. A mirror unit 51 having a bend mirror 51A for reflecting the laser beam reflected by the variable curvature mirror 45 vertically downward is provided at the end of the forward projecting portion 11 of the laser processing head housing 9. It has been.

前記コリメーションレンズ装置１９、ベンドミラー４７Ａ，４９Ａ，５１Ａ及び曲率可変ミラー４５は同一平面内に配置して備えられている。そして、前記コリメーションレンズ装置１９と曲率可変ミラー４５は互に近接して配置してあり、前記ベンドミラー４７Ａ，４９Ａは、前記コリメーションレンズ装置１９、曲率可変ミラー４５と前記ベンドミラー５１Ａとの中間位置に配置してある。 The collimation lens device 19, the bend mirrors 47A, 49A, 51A, and the variable curvature mirror 45 are arranged in the same plane. The collimation lens device 19 and the variable curvature mirror 45 are disposed close to each other, and the bend mirrors 47A and 49A are located at intermediate positions between the collimation lens device 19, the variable curvature mirror 45, and the bend mirror 51A. It is arranged in.

すなわち、前記レーザ加工ヘッドハウジング９は、上下方向（Ｚ軸方向）の寸法が抑制されて低重心に構成され、かつ前記コリメーションレンズ装置１９を曲率可変ミラー４５とを近接することによってＸ軸方向の寸法が抑制されている。また、前記コリメーションレンズ装置１９と曲率可変ミラー４５とをＸ軸方向に近接して配置し、かつベンドミラー４７Ａ，４９Ａを、ベンドミラー５１Ａと前記コリメーションレンズ装置１９と曲率可変ミラー４５との間に配置することによってＹ軸方向の寸法が抑制されている。すなわち、前記レーザ加工ヘッド９の全体的構成のコンパクト化が図られている。 That is, the laser processing head housing 9 is configured to have a low center of gravity by suppressing the size in the vertical direction (Z-axis direction), and by bringing the collimation lens device 19 close to the curvature variable mirror 45, Dimensions are suppressed. The collimation lens device 19 and the variable curvature mirror 45 are arranged close to each other in the X-axis direction, and the bend mirrors 47A and 49A are disposed between the bend mirror 51A, the collimation lens device 19 and the variable curvature mirror 45. By arranging, the dimension in the Y-axis direction is suppressed. That is, the overall configuration of the laser processing head 9 is made compact.

また前記構成より明らかなように、光ファイバー７は、レーザ加工ヘッドハウジング９における前方向突出部１１の反対側から（図３において右側から）水平に接続してあるので、前記レーザ加工ヘッドハウジング９内においてのレーザ光の光路を水平な光路に構成することができる。また、前記前方突出部１１の周囲を開放空間とすることができ、この前方向突出部１１の下側に備えられる加工ヘッドユニット５５（図２参照）の保守点検等を容易に行うことができることになる。また、Ｙ軸方向（前後方向）の重量バランスを図ることも可能になるものであり、全体的構成の安定化を図ることができるものである。 As apparent from the above configuration, the optical fiber 7 is connected horizontally from the opposite side of the forward projecting portion 11 in the laser processing head housing 9 (from the right side in FIG. 3). The optical path of the laser beam in can be configured as a horizontal optical path. Moreover, the circumference | surroundings of the said front protrusion part 11 can be made into an open space, and maintenance inspection etc. of the processing head unit 55 (refer FIG. 2) with which this front direction protrusion part 11 is equipped can be performed easily. become. In addition, the weight balance in the Y-axis direction (front-rear direction) can be achieved, and the overall configuration can be stabilized.

前記各ミラーユニット４７，４９，５１には、それぞれに備えたベンドミラー４７Ａ，４９Ａ，５１Ａを冷却するための冷却水を常に供給するための冷却水供給手段（図示省略）を接続したジョイント５３がそれぞれ備えられている。したがって、各ミラーユニット４７，４９，５１にそれぞれ備えられた各ベンドミラー４７Ａ，４９Ａ，５１Ａは、供給される冷却水によって常に冷却されているものである。 Each of the mirror units 47, 49, 51 is provided with a joint 53 connected to a cooling water supply means (not shown) for always supplying cooling water for cooling the bend mirrors 47A, 49A, 51A provided therein. Each is provided. Therefore, each bend mirror 47A, 49A, 51A provided in each mirror unit 47, 49, 51 is always cooled by the supplied cooling water.

そして、前記レーザ加工ヘッドハウジング９内は、常に供給される前記パージエアーによって、大気圧よりも高圧に保持されているものである。なお、前記レーザ加工ヘッドハウジング９には前記排気管４３Ａと同様の排気管９Ａが備えられており、この排気管９Ａからパージエアーを外部へ排気しつつもレーザ加工ヘッドハウジング９内の圧力を大気圧よりも高圧に保持しているものである。 The inside of the laser processing head housing 9 is maintained at a pressure higher than the atmospheric pressure by the purge air that is always supplied. The laser processing head housing 9 is provided with an exhaust pipe 9A similar to the exhaust pipe 43A. While the purge air is exhausted to the outside from the exhaust pipe 9A, the pressure in the laser processing head housing 9 is increased. The pressure is maintained at a pressure higher than the atmospheric pressure.

前記レーザ加工ヘッドハウジング９における前記前方向突出部１１の下部には、前記ミラーユニット５１に備えた前記ベンドミラー５１によって垂直下方向へ屈曲されたレーザ光を集光する集光レンズ（図示省略）を備えた前記加工ヘッドユニット５５が上下動手段（図示省略）によって上下動自在に備えられている。この加工ヘッドユニット５５には、当該加工ヘッドユニット５５内に備えた集光レンズを上下動するモータＭ２が備えられている。 A condensing lens (not shown) for condensing the laser beam bent downward vertically by the bend mirror 51 provided in the mirror unit 51 is provided below the forward projecting portion 11 in the laser processing head housing 9. The machining head unit 55 is provided with vertical movement means (not shown) so as to be movable up and down. The machining head unit 55 includes a motor M2 that moves the condenser lens provided in the machining head unit 55 up and down.

前記加工ヘッドユニット５５が上下動されるとき、前記レーザ加工ヘッドハウジング９の容積と加工ヘッドユニット５５内の容積との総和の容積が減少したり増加することになる。前記加工ヘッドユニット５５が上昇することによって前記総和の容積が減少するときには、前記排気管９Ａ，４３Ａからパージエアーの排気が行われる。そして、前記加工ヘッドユニット５５が下降することによって前記総和の容積が増加するときには、前記レーザ加工ヘッドハウジング９内の圧力が大気圧以下となることのないように、前記パージエアー供給手段から充分にパージエアーの供給を行う構成である。 When the machining head unit 55 is moved up and down, the total volume of the volume of the laser machining head housing 9 and the volume in the machining head unit 55 is reduced or increased. When the total volume decreases as the machining head unit 55 moves up, the purge air is exhausted from the exhaust pipes 9A and 43A. Then, when the total volume increases as the machining head unit 55 is lowered, the purge air supply means is sufficiently used so that the pressure in the laser machining head housing 9 does not become atmospheric pressure or lower. The purge air is supplied.

したがって、前記総和の容積変化に対応するための余分なカウンタージャバラや風船などのごときエアー貯留手段の構成が不要であり、全体的構成の簡素化、軽量化を図ることができ、レーザ加工ヘッド１をより高速での移動位置決めが可能となり、生産性の向上を図ることができるものである。 Therefore, the configuration of the air storage means such as an extra counter bellows or a balloon to cope with the volume change of the sum is unnecessary, the overall configuration can be simplified and the weight can be reduced, and the laser processing head 1 Thus, it is possible to move and position at higher speed, and to improve productivity.

前記レーザ加工ヘッド１において、前記レーザ加工ヘッドハウジング９の前記前方向突出部１１には、図１に概念的に示すように、レーザ加工位置又は集光レンズなどからの反射光の有無を光学的に検出する光学センサ５７が備えられており、前記光ファイバー７には、当該光ファイバー７の断線を電気的に検出するための導線が備えられている。 In the laser processing head 1, the forward projection 11 of the laser processing head housing 9 optically indicates the presence or absence of reflected light from a laser processing position or a condenser lens, as conceptually shown in FIG. The optical fiber 57 is provided with a conducting wire for electrically detecting the disconnection of the optical fiber 7.

すなわち、光ファイバー７は、図６に示すように、光ファイバ素線７Ａを被覆したプラスチック被覆７Ｂ内又はその外部に複数の導線５９を備えた構成であって、上記導線５９の端部は、光ファイバー７の両端部にそれぞれ取付けた導電性の光ファイバレシーバ６１に接点６３を介して接続してある。そして、前記導線５９の適宜位置には、電源（図示省略）及び導線５９の断線を電気的に検出する断線センサ６５が備えられている。 That is, as shown in FIG. 6, the optical fiber 7 has a configuration in which a plurality of conducting wires 59 are provided in or outside the plastic coating 7B coated with the optical fiber 7A, and the end of the conducting wire 59 is an optical fiber. 7 are connected to the conductive optical fiber receivers 61 respectively attached to both ends of the terminal 7 via the contact 63. A power source (not shown) and a disconnection sensor 65 for electrically detecting disconnection of the conductor 59 are provided at appropriate positions of the conductor 59.

したがって、両端部の光ファイバレシーバ６１が導線５９を介して電気的に接続してある場合は、前記断線センサ６５はＯＮ状態にあり、電気的接続が遮断されたときには、断線を生じたものとして、ＯＮ状態からＯＦＦ状態に変化するものである。よって、前記断線センサ６５を監視することによって光ファイバー７の断線を検出することができるものである。 Therefore, when the optical fiber receivers 61 at both ends are electrically connected via the conductor 59, the disconnection sensor 65 is in an ON state, and when the electrical connection is interrupted, it is assumed that a disconnection has occurred. , Which changes from the ON state to the OFF state. Therefore, the disconnection of the optical fiber 7 can be detected by monitoring the disconnection sensor 65.

また、前記断線センサ６５の断線信号すなわちＯＦＦ信号と、レーザ発振器６７のＯＮ信号と前記光学センサ５７の反射光なしの信号すなわちＯＦＦ信号とに基いて、レーザ発振器６７はＯＮ状態にあるものの、加工位置からの反射光がなく光学センサ５７がＯＦＦ状態にあることによって、光ファイバー７が断線状態にあることを判別し、また前記断線センサ６５がＯＦＦ状態にあることによって光ファイバー７が断線状態にあることを判別する断線判別手段６９が備えられている。 Further, the laser oscillator 67 is in the ON state based on the disconnection signal of the disconnection sensor 65, that is, the OFF signal, the ON signal of the laser oscillator 67, and the signal without the reflected light of the optical sensor 57, that is, the OFF signal. It is determined that there is no reflected light from the position and the optical sensor 57 is in an OFF state, so that the optical fiber 7 is in a disconnected state, and the optical fiber 7 is in a disconnected state because the disconnection sensor 65 is in an OFF state. A disconnection discriminating means 69 is discriminated.

したがって、レーザ発振器６７が停止状態にあるときに、光ファイバー７に断線を生じた場合には、前記断線センサ６５によって断線を検出することができる。そして、前記断線センサ６５が断線を検出していないにも拘わらず、レーザ発振器６７のＯＮ信号と光学センサ５７とのＯＦＦ信号との組合せによって、光ファイバー７の断線を検出することができる。この場合、レーザ発振器６７がＯＮ状態にあるにも拘わらず、レーザ加工位置からの反射光がないこととして断線を検出するものであるから、例えば光ファイバー７に対する入射端でのレーザ光の漏洩量が大きく、この漏洩したレーザ光が発熱して、入射端に損傷を生じたり、光ファイバーの曲げ損失による漏れたエネルギーによって局部的に発熱して断線することなどを検出することができるものである。 Therefore, when the laser oscillator 67 is in a stopped state and the optical fiber 7 is disconnected, the disconnection sensor 65 can detect the disconnection. Even though the disconnection sensor 65 does not detect disconnection, the disconnection of the optical fiber 7 can be detected by the combination of the ON signal of the laser oscillator 67 and the OFF signal of the optical sensor 57. In this case, although the laser oscillator 67 is in the ON state, the disconnection is detected because there is no reflected light from the laser processing position. For example, the amount of leakage of laser light at the incident end with respect to the optical fiber 7 is small. Largely, it is possible to detect that the leaked laser light generates heat and damages the incident end, or locally generates heat and breaks due to leaked energy due to bending loss of the optical fiber.

すなわち、光ファイバー７の断線を電気的及び光学的に検出する構成であるから、光ファイバー７の断線をより確実に検出することができ、安全性の向上を図ることができるものである。 That is, since the disconnection of the optical fiber 7 is detected electrically and optically, the disconnection of the optical fiber 7 can be detected more reliably and the safety can be improved.

１レーザ加工ヘッド
７光ファイバー
９レーザ加工ヘッドハウジング
９Ａ排気管
１１前方向突出部
１３後方向突出部
１５左右方向突出部
１７端部取付部材
１９コリメーションレンズ装置
２１コリメーションハウジング
２３出射端側支持部材
２５移動パイプ部材
２７Ａ先端側ハウジング
２７Ｂ基端側ハウジング
２７Ｃギアハウジング
３７コリメーションレンズ
３９レンズホルダ
４１Ａホルダ本体
４１Ｃ気体通路
４３パージエアー排出手段
４３Ａ排出管
４５曲率可変ミラー
４７，４９，５１ミラーユニット
４７Ａ，４９Ａ，５１Ａベンドミラー
５５加工ヘッドユニット
５７光学センサ
５９導線
６５断線センサ
６７レーザ発振器
６９断線判別手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Laser processing head 7 Optical fiber 9 Laser processing head housing 9A Exhaust pipe 11 Front direction protrusion part 13 Back direction protrusion part 15 Left-right direction protrusion part 17 End part attachment member 19 Collimation lens apparatus 21 Collimation housing 23 Outgoing end side support member 25 Moving pipe Member 27A Front end side housing 27B Base end side housing 27C Gear housing 37 Collimation lens 39 Lens holder 41A Holder body 41C Gas passage 43 Purge air discharge means 43A Discharge pipe 45 Curvature variable mirror 47, 49, 51 Mirror unit 47A, 49A, 51A Bend Mirror 55 Processing head unit 57 Optical sensor 59 Conductor 65 Disconnection sensor 67 Laser oscillator 69 Disconnection determination means

Claims

A laser processing head comprising a collimation lens device for collimating a laser beam emitted from an emission end of an optical fiber and a bend mirror for bending the collimated laser beam toward a condenser lens. The optical fiber is configured to include a conducting wire for electrically detecting disconnection of the optical fiber, and optically disconnects the optical fiber by detecting the laser processing position or the presence or absence of reflected light from the condenser lens. A laser processing head comprising an optical sensor for detection.

The laser processing head according to claim 1, further comprising: a disconnection determining unit configured to determine disconnection of the optical fiber based on a combination of a disconnection signal of the conducting wire or an ON signal of a laser oscillator and a signal indicating no reflected light of the optical sensor. A laser processing head characterized by that.