JP2023513683A - 工作機械用レーザ切断ヘッド - Google Patents
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Abstract
Description
前記工作機械に連動した前記レーザ切断ヘッド1によって前記ピース100のレーザ切断を行うステップ;
前記レーザ切断ヘッド1に、レーザ発光装置からのレーザビームLを供給するステップ;
前記レーザビームLを、前記コリメートグループ2によってコリメートし、前記集束グループ5によって焦点Fで集束させるステップ;
前記光学素子8を介して、前記集束グループ5から集束されて出射する前記レーザビームLの少なくとも前記集束された第1部分LIを、反射するステップ;
前記波面センサ9を介して、前記集束された第1部分L1の波面の位相測定を行うステップ;
前記波面センサ9を介して、前記位相測定に基づいて再構成された波面を得るステップ;
前記電子プロセッサ12によって、前記再構成された波面と前記基準波面との比較を行うステップ;
前記電子プロセッサ12によって、前記比較に基づいて、前記レーザビームLで生じる一つまたは複数の光学収差を、決定するステップ;
前記焦点Fを変化させるために、前記レーザビームLで生じる光学収差を、特に再び前記電子プロセッサ12によって、低減させるステップ、を含む。
Claims (15)
- 工作機械と連動可能なレーザ切断ヘッド(1)であって、
-レーザ発光装置からのレーザビーム(L)をコリメートするコリメートグループ(2);
-前記コリメートグループ(2)からコリメートされて出射する前記レーザビーム(L)を焦点(F)に集束させる集束グループ(5);
-前記コリメートグループ(2)と前記集束グループ(5)の少なくとも一方を支持し、調整方向(X)に沿って移動させる支持・移動手段(7);
-前記集束グループ(5)から集束されて出射する前記レーザビーム(L)を受光し、受光された前記レーザビーム(L)の集束された第1部分(L1)を反射する、少なくとも1つの光学素子(8;38);
-前記支持・移動手段(7)を操作して、前記調整方向(X)に沿って前記コリメートグループ(2)と前記集束グループ(5)の少なくとも一方を移動させるように適合された、電子プロセッサ(12)と、を備えるレーザ切断ヘッド(1)において、
前記レーザビーム(L)の前記集束された第1部分(L1)を受光し、前記集束された第1部分(L1)の波面の位相測定を行い、前記位相測定に基づいて再構成された波面を得、前記再構成された波面を前記電子プロセッサ(12)に送るように適合された少なくとも1つの波面センサ(9)、を備え、
前記電子プロセッサが、前記再構成された波面と基準波面との比較を行い、前記比較に基づいて、前記レーザビーム(L)で生じる一つまたは複数の光学収差を決定し、前記支持・移動手段(7)を操作して前記一つまたは複数の光学収差を低減させ、前記焦点(F)を変化させることを特徴とする、レーザ切断ヘッド(1)。 - 前記基準波面が、光学収差のない理想的な波面、または事前定義された光学収差の影響を受けた所定の波面であり、前記電子プロセッサ(12)が、前記1つまたは複数の光学収差がそれぞれ、最小化、特にゼロ化されるか、または前記事前定義された光学収差以下となるように前記支持・移動手段(7)を操作するように、構成されている、請求項1に記載のレーザ切断ヘッド(1)。
- 工作機械と連動可能なレーザ切断ヘッド(1)であって、
-レーザ発光装置からのレーザビーム(L)をコリメートするコリメートグループ(2);
-前記コリメートグループ(2)からコリメートされて出射する前記レーザビーム(L)を焦点(F)に集束させる集束グループ(5);
-調整可能な形状を有する少なくとも1つの適応光学デバイス(10);
-前記集束グループ(5)から集束されて出射する前記レーザビーム(L)を受光し、受光された前記レーザビーム(L)の集束された第1部分(L1)を反射する、少なくとも1つの光学素子(8;38);
-前記適応光学デバイス(10)の形状を調整するように適合された、電子プロセッサ(12)と、を備えるレーザ切断ヘッド(1)において、
前記レーザビーム(L)の前記集束された第1部分(L1)を受光し、前記集束された第1部分(L1)の波面の位相測定を行い、前記位相測定に基づいて再構成された波面を得、前記再構成された波面を前記電子プロセッサ(12)に送るように適合された少なくとも1つの波面センサ(9)、を備え、
前記電子プロセッサ(12)が、前記再構成された波面と基準波面との比較を行い、前記比較に基づいて、前記レーザビーム(L)で生じる一つまたは複数の光学収差を決定し、前記適応光学デバイス(10)の形状を調整して前記一つまたは複数の光学収差を低減させ、前記焦点(F)を変化させることを特徴とする、レーザ切断ヘッド(1)。 - 前記基準波面が、光学収差のない理想的な波面、または事前定義された光学収差の影響を受けた所定の波面であり、前記電子プロセッサ(12)が、前記1つまたは複数の光学収差がそれぞれ、最小化、特にゼロ化されるか、または前記事前定義された光学収差以下となるように前記適応光学デバイス(10)の形状を調整するように、構成されている、請求項3に記載のレーザ切断ヘッド(1)。
- 前記適応光学デバイス(10)が、前記レーザビーム(L)の伝搬方向(P)を基準にして前記集束グループ(5)の上流側に配置されている、請求項3または4に記載のレーザ切断ヘッド(1)。
- 前記少なくとも1つの波面センサ(9)が、シャックハルトマン型である、請求項1~5の何れか1項に記載のレーザ切断ヘッド(1)。
- 前記少なくとも1つの光学素子(8;38)がビーム分離器であり、特にキューブ型ビームスプリッタ(CBS)、光学プリズムおよび半透明ガラスから選択される、請求項1から6のいずれか1項に記載のレーザ切断ヘッド(1)。
- 少なくとも前記コリメートグループ(2)、前記集束グループ(5)、前記支持・移動手段(7)および少なくとも1つの前記光学素子(8)を収容するように適合された内部空間(20)を形成するケーシング手段(15)を含む、請求項1~7の何れか1項に記載のレーザ切断ヘッド(1)。
- 前記光学素子(38)が、前記レーザ切断ヘッド(1)の前記内部空間(20)を外部環境から分離するように適合されている、請求項8に記載のレーザ切断ヘッド(1)。
- 前記ケーシング手段(15)が、前記レーザビーム(L)の前記集束した第1部分(L1)を外部環境に向けて伝送するための透明光学素子(11)によって気密に密閉された側面開口部(53)を備え、前記波面センサ(9)が、前記ケーシング手段(15)の外部にある、請求項8または9に記載のレーザ切断ヘッド(1)。
- 前記レーザ発光装置が、ファイバレーザ、特に高出力ファイバレーザである、請求項1~10の何れか1項に記載のレーザ切断ヘッド(1)。
- ワークピース(100)のレーザ切断を制御するための方法であって、
-工作機械に連動したレーザ切断ヘッド(1)によって前記ワークピース(100)のレーザ切断を行うステップ;
-前記レーザ切断ヘッド(1)に、レーザビーム(L)を供給するステップ;
-前記レーザビーム(L)をコリメートし、焦点(F)で集束させるステップ;
-前記集束されたレーザビーム(L)の少なくとも1つの集束された第1部分(LI)を反射するステップ;
-前記少なくとも1つの集束された第1部分(L1)の波面の位相測定を行うステップ;
-前記位相測定に基づいて再構成された波面を得るステップ;
-前記再構成された波面と基準波面との比較を行うステップ;
-前記比較に基づいて、前記レーザビーム(L)で生じる一つまたは複数の光学収差を決定するステップ;
-前記レーザビーム(L)の前記焦点(F)を変化させるために、前記レーザビーム(L)で生じる前記1つまたは複数の光学収差を低減させるステップ、を含む、方法。 - 前記基準波面が、光学収差のない理想的な波面であり、かつ前記低減が、前記1つまたは複数の光学収差を最小化、特にゼロ化することを含むか、または前記基準波面が、事前定義された光学収差の影響を受けたターゲット波面であり、かつ前記方法が、前記事前定義された光学収差以下となるように前記光学収差を低減させるステップを含む、請求項12に記載の方法。
- 前記位相測定を行うステップ、および再構成された波面を得るステップが、波面センサ(9)によって実施される、請求項12または13に記載の方法。
- 前記光学収差が事前設定された閾値を超えるときにエラー信号を発するステップを更に含む、請求項12~14の何れか1項に記載の方法。
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