JP3789999B2 - Laser processing equipment - Google Patents

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JP3789999B2
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/064—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms
    • B23K26/066—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms by using masks

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザ加工装置に関し、特にレーザビームを集光する集光レンズやレーザビームを反射して変向するベンドミラー等の光学系部材に対する周囲の圧力や温度変化、あるいはスパッタ等の粉塵などの悪影響を防止するレーザ加工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のレーザ加工装置においては、レーザ発振器から出力されたレーザビームをベンドミラーで変向し、集光レンズを用いて集束するものであり、この集光されたレーザビームの高密度エネルギーとアシストガスとをワークに照射して切断、穿孔、溶接等のレーザ加工が行われる。
【０００３】
例えば、図５に示されるように、レーザ発振器（図示省略）より出力されたレーザビームＬＢは、レンズホルダ１０１に固定された集光レンズ１０３によってマイクロスポット１０５に絞られ、ワークＷに照射される。レンズホルダ１０１はアシストガス１０７のチャンバーとしてのハウジング１０９に組み付けられる。このハウジング１０９にはノズル１１１が装着され、このノズル１１１との相対的な位置関係を調整するための調整ネジ１１３により、集束されたレーザビームＬＢの光軸と合致するようにノズル本体１１５の位置決めが行われる。
【０００４】
ノズル本体１１５は、レーザビームＬＢ及びワークＷからの溶融物の跳ね返り等の直接的な影響を受けない範囲で、ノズル穴を除くノズル１１１の基部を構成しており、このノズル本体１１５の先端部には耐光性の高い鋼などを素材としたノズルチップ１１７が螺着される。
【０００５】
なお、アシストガス１０７はレーザビームＬＢが集光レンズ１０３を通過するときに生じる集光レンズ１０３の温度上昇を防止し、ワークＷからのスパッタの付着等によるレンズ面の汚染防止、加工能率の向上を図るために用いられる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来のレーザ加工機においては、レーザ加工中に飛散したスパッタが直接、集光レンズの表面に着いてしまうので寿命が短いという問題点があった。
【０００７】
また、大出力のレーザビームで連続加工が行われる場合、集光レンズ自体が熱を持ち、膨張し、そのために集光レンズの焦点位置が変化するという問題点があった。
【０００８】
さらに、高圧のアシストガスが使用される場合はこの圧力が集光レンズへ直接的にかかるために歪みが発生し、そのために集光レンズの焦点位置が変化するという問題点があった。
【０００９】
本発明は叙上の課題を解決するためになされたもので、その目的は、レーザ加工を行う際にスパッタ等の粉塵が集光レンズに付着することを防止し、レンズの寿命を長くし、ランニングコストの軽減を図ること、またアシストガス圧や高出力のレーザビームの熱により集光レンズやベンドミラー等の光学系部材の焦点位置やレーザビームの光路の変動を防止するレーザ加工装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するためにこの発明のレーザ加工装置は、レーザ発振器から発振されたレーザビームを光学系部材により変向又は集光させると共にレーザ加工ヘッド内に備えた集光レンズで集光させてワークに照射してレーザ加工を行うレーザ加工装置において、前記レーザ加工ヘッドの先端部にアシストガスのチャンバーとしてのハウジングを設け、前記ハウジング内に、前記集光レンズを装着したレンズホルダと、前記集光レンズより加工点側に配置される第１フィルタを装着したフィルタホルダとにより、当該集光レンズと当該第１フィルタとの間に気密室を形成し、前記気密室に当該気密室内の圧力を検出する圧力センサおよび温度を検出する温度センサを設け、前記圧力センサおよび前記温度センサで検出された気密室内の圧力および温度を一定に保つべくコントロールする圧力・温度調整装置を前記気密室に連結し、前記ハウジングの前記集光レンズより上流側外壁に、前記チャンバー内にアシストガスを供給するためのアシストガス用供給管を設けて、アシストガスが当該アシストガス用供給管を経て前記ハウジングのチャンバー内に供給され前記レンズホルダの周囲を冷却しながらワークに向けて噴射されるように構成したことを特徴とするものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のレーザ加工装置の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１９】
図４を参照するに、本実施の形態の例に係わる例えばレーザ加工装置１はレーザビームＬＢを発振するレーザ発振器３を内蔵し、このレーザ発振器３で発振されたレーザビームＬＢは強度調整装置５を経てレーザビーム案内照射部７の先端部に備えられたレーザ加工ヘッド９の部分においてベンドミラー１１を介して垂直下方向へ反射される。このレーザビームＬＢはレーザ加工ヘッド９の内部に設けられた焦光レンズ１３で集光される。この集光されたレーザビームＬＢの照射光軸軸心１５に対して、例えば数値制御のワーク移送位置決め装置１７（ワーク搬送装置）で移送位置決めされたワークＷ上に、レーザビームＬＢの焦点を結ばせて、所望の形状に切断するなどのレーザ加工がワークＷの所望位置に行なわれる。
【００２０】
図１に示されているように、レーザ加工ヘッド９の先端部にはアシストガス１９のチャンバーとしてのハウジング２１が設けられており、このハウジング２１内には集光レンズ１３を装着しているレンズホルダ２３が螺着されている。このレンズホルダ２３の先端にはレーザビームＬＢを透過可能な材質からなる第１フィルタ２５を装着したフィルタホルダ２７が螺着されている。このフィルタホルダ２７のフィルタ２５とレンズホルダ２３内の集光レンズ１３との間には密閉された気密室２９が形成される。
【００２１】
また、前記レーザ加工ヘッド９のハウジング２１の先端にはノズル本体３１とノズルチップ３３で構成されるノズル３５が螺着され、このノズル３５との相対的な位置関係を調整するための調整ネジ３７が設けられ、この調整ネジ３７により集束されたレーザビームＬＢの光軸と合致するようにノズル本体３１の位置決めが行われる。
【００２２】
前記ノズル３５についてより詳しくは、ノズル本体３１はレーザビームＬＢ及びワークＷからの溶融物の跳ね返り等の直接的な影響を受けない範囲でノズル穴を除くノズル３５の基部を構成しており、このノズル本体３１の先端部には耐光性の高い鋼などを素材としたノズルチップ３３が螺着されている。
【００２３】
また、前記レーザ加工ヘッド９のハウジング２１の外壁にはチャンバー内にアシストガス１９を供給するためのアシストガス用供給管３９が設けられている。
【００２４】
なお、アシストガス１９はレーザビームＬＢが集光レンズ１３を通過するときに生じる集光レンズ１３の温度上昇を防止し、ワークＷからのスパッタの付着等による集光レンズ１３面の汚染防止、加工能率の向上を図るために用いられものである。
【００２５】
また、前記気密室２９には当該気密室２９内の圧力を検出する圧力センサ４１や集光レンズ１３の温度を直接的に検出する温度センサ４３が設けられており、これらの圧力センサ４１及び温度センサ４３は制御装置４５内のＣＰＵを介して比較判断装置４７に電気的に接続されている。
【００２６】
なお、前記温度センサ４３は気密室２９内の温度を検出するものであってもよく、気密室２９内の温度で集光レンズ１３の温度を間接的に検出してもよい。
【００２７】
また、前記気密室２９には気密室２９内の圧力および温度をそれぞれコントロールする圧力・温度調整装置４９が連結されており、この圧力・温度調整装置４９は制御装置４５に電気的に接続されている。
【００２８】
なお、前記比較判断装置４７は前記圧力センサ４１及び温度センサ４３で検出された気密室２９内の圧力及び温度が、制御装置４５内に予め設定されているデータに比較してレーザ加工中に変化したかどうかを判断する装置であり、この比較判断装置４７により前記気密室２９内の圧力及び温度を一定に保つべく圧力・温度調整装置４９を作動するよう指令が発生される。
【００２９】
以上の構成から、レーザ発振器３より出力されたレーザビームＬＢは、レンズホルダ２３に固定された集光レンズ１３によってマイクロスポット５１に絞られ、ワークＷに照射されレーザ加工される。なお、アシストガス１９はアシストガス用供給管３９を経てレーザ加工ヘッド９のハウジング２１のチャンバー内に供給され、レンズホルダ２３の周囲を冷却しながらノズル３５からワークＷに向けて噴射される。
【００３０】
以下、本発明のレーザ加工装置１の動作を図２に基づいて説明すると、レーザ加工中に例えばアシストガス１９の圧力が変化したために、この影響を受けて気密室２９内の圧力が変化した場合は、圧力センサ４１により検出されたデータに基づいて制御装置４５の比較判断装置４７が指令を発生して圧力・温度調整装置４９を作動し、気密室２９内の圧力が補正される。補正後、レーザ加工が続行される。しかし、アシストガス１９の圧力が変化しても気密室２９内の圧力が変化しない場合は、そのままレーザ加工が続行される（ステップＳ１〜ステップＳ３）。
【００３１】
また、レーザ加工中に熱が発生して集光レンズ１３の温度が変化した場合は、温度センサ４３により検出されたデータに基づいて制御装置４５の比較判断装置４７が指令を発生して圧力・温度調整装置４９を作動し、気密室２９内の温度が補正される。集光レンズ１３の温度が補正された後にレーザ加工が続行される。しかし、集光レンズ１３に温度変化がない場合は、そのままレーザ加工が続行される（ステップＳ４〜ステップＳ６）。
【００３２】
また、レーザ加工中にスパッタ等の粉塵がレーザ加工ヘッド９内に進入しても、フィルタ２５が粉塵を阻止して集光レンズ１３を保護するのでレーザ加工は続行される。前記フィルタ２５の表面にスパッタが付着したためにレーザ加工を続行できない場合は、このフィルタ２５をレンズホルダ２３から臨時的に外すことによりレーザ加工が続行される（ステップＳ７〜ステップＳ９）。
【００３３】
また、上記の工程はレーザ加工が終了するまで繰り返し行われ、気密室２９内の圧力及び集光レンズ１３の温度が常時補正され、集光レンズ１３の焦点位置の変動が軽減されるため、安定したレーザ加工が行われる（ステップＳ１０）。
【００３４】
なお、この発明は前述した実施の形態の例に限定されることなく、適宜な変更を行うことによりその他の態様で実施し得るものである。本実施の形態の例では、光学系部材として集光レンズ１３を例にとって説明したが、レーザ発振器３から出力されたレーザビームＬＢを反射して変向するベンドミラー１１や、レーザ発振器３から上記のレーザ加工ヘッド９の集光レンズ１３に至る光路の途中にレーザビームＬＢを光軸方向に位置調整するために設けられたレンズなどの光学系部材および光路延長装置（コリメータ）など、その他の光学系部材にも適用される。
【００３５】
例えば、ベンドミラー１１の場合は、図３に示されているようにレーザビームＬＢの光路においてベンドミラー１１の前後両側に第２フィルタ５３ａを設け、この２つの第２フィルタ５３ａ間に気密室５５ａを設けてベンドミラー１１を保護し、前述した実施の形態の例と同様の要領で前記気密室５５ａ内の圧力及び温度を圧力センサ４１ａ、温度センサ４３ａで検出してコントロールすることによって、ベンドミラー１１の表面への粉塵の付着防止や温度変化による鏡面変形の防止を図ることができる。
【００３６】
また、レーザ発振器３から上記のレーザ加工ヘッド９の集光レンズ１３に至るレーザビームＬＢの光路の途中に設けられたレンズ５７の場合は、前述した実施の形態の例の集光レンズ１３と同様であり、図３に示されているようにレンズ５７の集光側に第２フィルタ５３ｂを装着してこの第２フィルタ５３ｂと前記レンズ５７との間で気密室５５ｂを形成せしめ、この気密室５５ｂ内の圧力と温度をそれぞれ検出する圧力センサ４１ｂ、温度センサ４３ｂを設け、この圧力センサ４１ｂ、温度センサ４３ｂをコントロールすることができる。
【００３７】
【発明の効果】
以上のごとき実施の形態の例から理解されるように、本発明によれば、レーザ加工中にスパッタ等の粉塵が跳ね返ってレーザ加工ヘッド内に進入しても集光レンズは第１フィルタにより保護されるので、粉塵が集光レンズの表面に付着せず、レンズの寿命を長くでき、ランニングコストの軽減を図ることができる。
【００３８】
また、レーザ加工中にアシストガスの圧力が変動するとしても、集光レンズは第１フィルタおよび集光レンズと第１フィルタとの間に形成した気密室で保護されているのでアシストガスの圧力の影響を受けにくくなり、集光レンズの焦点位置の変動が軽減されるため、安定したレーザ加工を行うことができる。
【００３９】
また、ベンドミラーや他のレンズ等の光学系部材においても第２フィルタにより保護されるので、粉塵が光学系部材の表面に付着せず、光学系部材の寿命を長くでき、ランニングコストの軽減を図ることができる。
【００４０】
また、レーザ加工中に熱を持っても気密室内の温度がコントロールされて集光レンズが冷却されるので、集光レンズの焦点位置の変動が軽減されるため、安定したレーザ加工を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の例を示すもので、レーザ加工ヘッドの縦断面図である。
【図２】本発明の実施の形態の例の工程動作を示すフローチャートである。
【図３】本発明の他の実施の形態の例を示すもので、レーザ発振器からレーザ加工ヘッドの集光レンズまでのレーザビーム光路の途中の縦断面図である。
【図４】本発明の実施の形態の例に係わるもので、レーザ加工機の全体正面図である。
【図５】従来例を示すもので、レーザ加工ヘッドの縦断面図である。
【符号の説明】
１ レーザ加工装置
９ レーザ加工ヘッド
１１ ベンドミラー
１３ 焦光レンズ
１９ アシストガス
２３ レンズホルダ
２５ フィルタ
２７ フィルタホルダ
２９ 気密室
３９ アシストガス用供給管
４１、４１ａ，４１ｂ 圧力センサ
４３、４３ａ，４３ｂ 温度センサ
４５ 制御装置
４７ 比較判断装置
４９ 圧力・温度調整装置
５３ａ，５３ｂ 第２フィルタ
５５ａ，５５ｂ 気密室
５７ レンズ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a laser processing apparatus, and in particular, changes in ambient pressure and temperature with respect to an optical system member such as a condensing lens that condenses a laser beam and a bend mirror that reflects and changes the laser beam, or dust such as sputtering The present invention relates to a laser processing apparatus that prevents adverse effects of the above.
[0002]
[Prior art]
In a conventional laser processing apparatus, a laser beam output from a laser oscillator is redirected by a bend mirror and focused using a condensing lens, and the high-density energy and assist gas of the condensed laser beam are focused. Is applied to the workpiece to perform laser processing such as cutting, drilling, and welding.
[0003]
For example, as shown in FIG. 5, the laser beam LB output from a laser oscillator (not shown) is focused on the microspot 105 by the condenser lens 103 fixed to the lens holder 101 and irradiated onto the workpiece W. . The lens holder 101 is assembled to a housing 109 as a chamber for the assist gas 107. A nozzle 111 is attached to the housing 109, and the nozzle body 115 is positioned so as to coincide with the optical axis of the focused laser beam LB by an adjusting screw 113 for adjusting the relative positional relationship with the nozzle 111. Is done.
[0004]
The nozzle body 115 constitutes the base part of the nozzle 111 excluding the nozzle holes within a range not directly affected by the laser beam LB and the rebound of the melt from the workpiece W, and the tip of the nozzle body 115 A nozzle tip 117 made of a material having high light resistance such as steel is screwed onto.
[0005]
The assist gas 107 prevents the temperature of the condensing lens 103 from increasing when the laser beam LB passes through the condensing lens 103, prevents contamination of the lens surface due to adhesion of spatter from the workpiece W, and improves processing efficiency. It is used to plan.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the conventional laser beam machine, there is a problem that the spatter scattered during the laser beam machining directly reaches the surface of the condenser lens, so that the life is short.
[0007]
Further, when continuous processing is performed with a high-power laser beam, there is a problem that the condenser lens itself has heat and expands, so that the focal position of the condenser lens changes.
[0008]
Further, when a high-pressure assist gas is used, this pressure is applied directly to the condenser lens, which causes distortion, and the focal position of the condenser lens changes accordingly.
[0009]
The present invention was made to solve the above problems, and its purpose is to prevent dust such as spatter from adhering to the condensing lens when performing laser processing, and to prolong the life of the lens. Provide laser processing equipment that reduces running costs, and prevents fluctuations in the focal position of optical system members such as condensing lenses and bend mirrors and the optical path of the laser beam due to assist gas pressure and high-power laser beam heat There is to do.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The laser processing apparatus of the invention Nico order to achieve the above object, is condensed by the condenser lens which is provided in the laser processing head causes deflected or condensing the laser beam oscillated from the laser oscillator by an optical system member In the laser processing apparatus that performs laser processing by irradiating the workpiece, a housing as an assist gas chamber is provided at the tip of the laser processing head, and a lens holder in which the condenser lens is mounted in the housing; An airtight chamber is formed between the condensing lens and the first filter by a filter holder equipped with a first filter disposed on the processing point side from the condensing lens, and the airtight chamber is formed in the airtight chamber. A pressure sensor for detecting the pressure and a temperature sensor for detecting the temperature are provided, and the pressure in the hermetic chamber detected by the pressure sensor and the temperature sensor is adjusted. The pressure-temperature adjusting device which controls to keep the fine temperature constant connected to said airtight chamber, the upstream side wall from the condenser lens of the housing, feed the assist gas for supplying the assist gas into the chamber A tube is provided, and the assist gas is supplied into the chamber of the housing through the assist gas supply tube, and is injected toward the workpiece while cooling the periphery of the lens holder. It is.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of a laser processing apparatus of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0019]
Referring to FIG. 4, for example, the laser processing apparatus 1 according to the example of the present embodiment has a built-in laser oscillator 3 that oscillates a laser beam LB, and the laser beam LB oscillated by the laser oscillator 3 is an intensity adjusting apparatus 5. Then, the laser beam is irradiated from the laser processing head 9 provided at the tip of the laser beam guide irradiation unit 7 through the bend mirror 11 in the vertical downward direction. The laser beam LB is collected by a focusing lens 13 provided inside the laser processing head 9. For example, the focal point of the laser beam LB is focused on the workpiece W that has been transferred and positioned by the numerically controlled workpiece transfer positioning device 17 (work transfer device) with respect to the irradiation optical axis 15 of the focused laser beam LB. Thus, laser processing such as cutting into a desired shape is performed at a desired position on the workpiece W.
[0020]
As shown in FIG. 1, a housing 21 as a chamber for assist gas 19 is provided at the tip of the laser processing head 9, and a lens on which a condenser lens 13 is mounted in the housing 21. A holder 23 is screwed. A filter holder 27 fitted with a first filter 25 made of a material capable of transmitting the laser beam LB is screwed to the tip of the lens holder 23. A sealed airtight chamber 29 is formed between the filter 25 of the filter holder 27 and the condenser lens 13 in the lens holder 23.
[0021]
A nozzle 35 comprising a nozzle body 31 and a nozzle chip 33 is screwed to the tip of the housing 21 of the laser processing head 9, and an adjustment screw 37 for adjusting the relative positional relationship with the nozzle 35. The nozzle body 31 is positioned so as to coincide with the optical axis of the laser beam LB focused by the adjusting screw 37.
[0022]
More specifically, the nozzle body 31 constitutes the base portion of the nozzle 35 excluding the nozzle hole within a range not directly affected by the laser beam LB and the rebound of the melt from the workpiece W. A nozzle tip 33 made of a material having high light resistance such as steel is screwed to the tip of the nozzle body 31.
[0023]
An assist gas supply pipe 39 for supplying the assist gas 19 into the chamber is provided on the outer wall of the housing 21 of the laser processing head 9.
[0024]
The assist gas 19 prevents the temperature of the condenser lens 13 from increasing when the laser beam LB passes through the condenser lens 13, and prevents contamination and processing of the surface of the condenser lens 13 due to adhesion of spatter from the workpiece W. It is used to improve efficiency.
[0025]
The hermetic chamber 29 is provided with a pressure sensor 41 for detecting the pressure in the hermetic chamber 29 and a temperature sensor 43 for directly detecting the temperature of the condenser lens 13. The sensor 43 is electrically connected to the comparison / determination device 47 via a CPU in the control device 45.
[0026]
The temperature sensor 43 may detect the temperature in the airtight chamber 29, or may indirectly detect the temperature of the condenser lens 13 with the temperature in the airtight chamber 29.
[0027]
The airtight chamber 29 is connected to a pressure / temperature adjusting device 49 for controlling the pressure and temperature in the airtight chamber 29. The pressure / temperature adjusting device 49 is electrically connected to the control device 45. Yes.
[0028]
The comparison judgment device 47 changes the pressure and temperature in the hermetic chamber 29 detected by the pressure sensor 41 and the temperature sensor 43 during laser processing as compared with the data set in the control device 45 in advance. This comparison / judgment device 47 issues a command to operate the pressure / temperature adjustment device 49 in order to keep the pressure and temperature in the hermetic chamber 29 constant.
[0029]
With the above configuration, the laser beam LB output from the laser oscillator 3 is focused on the microspot 51 by the condenser lens 13 fixed to the lens holder 23, irradiated onto the workpiece W, and laser processed. The assist gas 19 is supplied into the chamber of the housing 21 of the laser processing head 9 through the assist gas supply pipe 39 and is jetted from the nozzle 35 toward the work W while cooling the periphery of the lens holder 23.
[0030]
Hereinafter, the operation of the laser processing apparatus 1 according to the present invention will be described with reference to FIG. 2. When the pressure of the assist gas 19 changes during laser processing, for example, the pressure in the hermetic chamber 29 changes due to this influence. Based on the data detected by the pressure sensor 41, the comparison / determination device 47 of the control device 45 generates a command to operate the pressure / temperature adjustment device 49, and the pressure in the hermetic chamber 29 is corrected. After the correction, laser processing is continued. However, if the pressure in the airtight chamber 29 does not change even if the pressure of the assist gas 19 changes, laser processing is continued as it is (steps S1 to S3).
[0031]
Further, when heat is generated during laser processing and the temperature of the condenser lens 13 changes, the comparison judgment device 47 of the control device 45 generates a command based on the data detected by the temperature sensor 43 to generate pressure / The temperature adjusting device 49 is operated, and the temperature in the hermetic chamber 29 is corrected. Laser processing is continued after the temperature of the condenser lens 13 is corrected. However, when there is no temperature change in the condenser lens 13, laser processing is continued as it is (steps S4 to S6).
[0032]
Even if dust such as spatter enters the laser machining head 9 during laser machining, the laser machining is continued because the filter 25 blocks the dust and protects the condenser lens 13. If the laser processing cannot be continued because the surface of the filter 25 is sputtered, the laser processing is continued by temporarily removing the filter 25 from the lens holder 23 (steps S7 to S9).
[0033]
Further, the above process is repeated until the laser processing is completed, and the pressure in the hermetic chamber 29 and the temperature of the condenser lens 13 are constantly corrected, and fluctuations in the focal position of the condenser lens 13 are reduced. The laser processing is performed (step S10).
[0034]
In addition, this invention is not limited to the example of embodiment mentioned above, It can implement in another aspect by making an appropriate change. In the example of the present embodiment, the condensing lens 13 has been described as an example of the optical system member. However, the above-described bend mirror 11 that reflects and changes the direction of the laser beam LB output from the laser oscillator 3 or the laser oscillator 3 described above. Other optical components such as an optical system member such as a lens and an optical path extending device (collimator) provided for adjusting the position of the laser beam LB in the optical axis direction in the optical path to the condenser lens 13 of the laser processing head 9 It is also applied to system members.
[0035]
For example, in the case of the bend mirror 11, a second filter 53a is provided on both the front and rear sides of the bend mirror 11 in the optical path of the laser beam LB as shown in FIG. 3, and an airtight chamber 55a is provided between the two second filters 53a. To protect the bend mirror 11 and to detect and control the pressure and temperature in the airtight chamber 55a with the pressure sensor 41a and the temperature sensor 43a in the same manner as in the above-described embodiment, the bend mirror is controlled. Therefore, it is possible to prevent dust from adhering to the surface of 11 and mirror surface deformation due to temperature change.
[0036]
In the case of the lens 57 provided in the middle of the optical path of the laser beam LB from the laser oscillator 3 to the condenser lens 13 of the laser processing head 9, the same as the condenser lens 13 in the above-described embodiment example. As shown in FIG. 3, a second filter 53b is mounted on the light condensing side of the lens 57 to form an airtight chamber 55b between the second filter 53b and the lens 57. This airtight chamber A pressure sensor 41b and a temperature sensor 43b for detecting the pressure and temperature in 55b are provided, and the pressure sensor 41b and the temperature sensor 43b can be controlled.
[0037]
【The invention's effect】
As can be understood from the examples of the embodiments as described above, according to the present invention, the condensing lens is protected by the first filter even if dust such as spatter bounces back and enters the laser processing head during laser processing. Therefore, dust does not adhere to the surface of the condensing lens, the life of the lens can be extended, and the running cost can be reduced.
[0038]
Even if the assist gas pressure fluctuates during laser processing, the condenser lens is protected by the first filter and the hermetic chamber formed between the condenser lens and the first filter . Since it becomes difficult to be affected and fluctuations in the focal position of the condenser lens are reduced, stable laser processing can be performed.
[0039]
Moreover, since the second filter also protects the optical system member such as a bend mirror and other lenses, dust does not adhere to the surface of the optical system member, the life of the optical system member can be extended, and the running cost can be reduced. Can be planned.
[0040]
The temperature of the airtight chamber also has a heat is controlled so condensing lens is cooled, since the variation of the focal position of the condenser lens is reduced, a stable laser machining was during the laser processing be able to.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows an example of an embodiment of the present invention and is a longitudinal sectional view of a laser processing head.
FIG. 2 is a flowchart showing a process operation of an example of an embodiment of the present invention.
FIG. 3 shows an example of another embodiment of the present invention and is a longitudinal sectional view in the middle of a laser beam optical path from a laser oscillator to a condenser lens of a laser processing head.
FIG. 4 relates to an example of an embodiment of the present invention and is an overall front view of a laser beam machine.
FIG. 5 is a longitudinal sectional view of a laser processing head, showing a conventional example.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Laser processing apparatus 9 Laser processing head 11 Bend mirror 13 Focusing lens 19 Assist gas 23 Lens holder 25 Filter 27 Filter holder 29 Airtight chamber 39 Assist gas supply pipes 41, 41a, 41b Pressure sensors 43, 43a, 43b Temperature sensor 45 Control device 47 Comparison judgment device 49 Pressure / temperature adjustment device 53a, 53b Second filter 55a, 55b Airtight chamber 57 Lens

Claims (1)

レーザ発振器から発振されたレーザビームを光学系部材により変向又は集光させると共にレーザ加工ヘッド内に備えた集光レンズで集光させてワークに照射してレーザ加工を行うレーザ加工装置において、
前記レーザ加工ヘッドの先端部にアシストガスのチャンバーとしてのハウジングを設け、
前記ハウジング内に、前記集光レンズを装着したレンズホルダと、前記集光レンズより加工点側に配置される第１フィルタを装着したフィルタホルダとにより、当該集光レンズと当該第１フィルタとの間に気密室を形成し、
前記気密室に当該気密室内の圧力を検出する圧力センサおよび温度を検出する温度センサを設け、
前記圧力センサおよび前記温度センサで検出された気密室内の圧力および温度を一定に保つべくコントロールする圧力・温度調整装置を前記気密室に連結し、
前記ハウジングの前記集光レンズより上流側外壁に、前記チャンバー内にアシストガスを供給するためのアシストガス用供給管を設けて、アシストガスが当該アシストガス用供給管を経て前記ハウジングのチャンバー内に供給され前記レンズホルダの周囲を冷却しながらワークに向けて噴射されるように構成したことを特徴とするレーザ加工装置。 In a laser processing apparatus that performs laser processing by turning or condensing a laser beam oscillated from a laser oscillator by an optical system member and condensing the laser beam by a condensing lens provided in a laser processing head and irradiating the workpiece,
A housing as an assist gas chamber is provided at the tip of the laser processing head,
Within said housing, and a lens holder fitted with the condenser lens, the filter holder and the first filter is mounted that is disposed to the machining point side of the condenser lens, and the condenser lens and the first filter care behind closed doors is formed between,
A pressure sensor for detecting the pressure in the hermetic chamber and a temperature sensor for detecting temperature are provided in the hermetic chamber,
A pressure / temperature adjusting device for controlling the pressure and temperature in the hermetic chamber detected by the pressure sensor and the temperature sensor to be kept constant is connected to the hermetic chamber;
An assist gas supply pipe for supplying assist gas into the chamber is provided on the outer wall upstream of the condenser lens of the housing, and the assist gas passes through the assist gas supply pipe into the chamber of the housing. supplied features and, Relais chromatography the processing device that has been configured to be sprayed toward the workpiece while cooling the periphery of the lens holder.
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