WO2021260895A1 - レーザ加工装置、レーザ加工システム、および、カートリッジの装着方法 - Google Patents

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WO2021260895A1
WO2021260895A1 PCT/JP2020/025066 JP2020025066W WO2021260895A1 WO 2021260895 A1 WO2021260895 A1 WO 2021260895A1 JP 2020025066 W JP2020025066 W JP 2020025066W WO 2021260895 A1 WO2021260895 A1 WO 2021260895A1
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WO
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cartridge
optical component
pressing
laser
processing head
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Application number
PCT/JP2020/025066
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English (en)
French (fr)
Inventor
和洋 波田野
哲一 北本
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ヤマザキマザック株式会社
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    • B23K37/02—Carriages for supporting the welding or cutting element
    • B23K37/0241—Attachments between the welding or cutting element and the carriage

Definitions

  • the present invention relates to a laser processing apparatus, a laser processing system, and a method of mounting a cartridge.
  • the technology for mounting a cartridge on a laser processing device is known.
  • Patent Document 1 discloses a laser processing apparatus.
  • the laser processing apparatus described in Patent Document 1 includes a cartridge including a first optical element, a housing having a cartridge hole for inserting the cartridge, and a switching mechanism for urging and releasing the cartridge with respect to the housing. To prepare for.
  • An object of the present invention is to provide an improvement in a technique for fixing a cartridge to a processing head of a laser processing apparatus and / or an improvement in a technique for fixing an optical component to a component of the cartridge.
  • the laser processing apparatus in some embodiments includes a processing head in which an optical path of laser light is arranged and a cartridge inserted into the processing head.
  • the processing head has a pressing member that presses the cartridge, and a stopper surface that applies a reaction force to the cartridge by limiting the movement of the cartridge pressed by the pressing member.
  • the cartridge includes an optical component arranged on the optical path with the cartridge inserted in the processing head, a first member in contact with the first surface of the optical component and the pressing member, and the optical component. It has a second surface and a second member that comes into contact with the stopper surface.
  • the laser processing system in some embodiments includes a work support device that supports a work machined by a laser beam, a laser processing device having a processing head that irradiates the work with the laser beam, and the work support device.
  • a drive device for relatively moving the machining head and a control device for controlling the operation of the drive device are provided.
  • the laser processing apparatus is inserted into the processing head, the laser light source, the light transmission member that transmits the laser light from the laser light source to the processing head, the processing head in which the optical path of the laser light is arranged, and the processing head. Equipped with a cartridge.
  • the processing head has a pressing member that presses the cartridge, and a stopper surface that applies a reaction force to the cartridge by limiting the movement of the cartridge pressed by the pressing member.
  • the cartridge includes an optical component arranged on the optical path with the cartridge inserted in the processing head, a first member in contact with the first surface of the optical component and the pressing member, and the optical component. It has a second surface and a second member that comes into contact with the stopper surface.
  • the method of mounting the cartridge in some embodiments is a method of mounting the cartridge in the laser processing device.
  • the laser processing apparatus has a processing head in which an optical path of a laser beam is arranged and a space in which the cartridge is arranged is defined.
  • the processing head has a pressing member that presses the cartridge, and a stopper surface that applies a reaction force to the cartridge by limiting the movement of the cartridge pressed by the pressing member.
  • the cartridge has an optical component through which the laser beam passes, a first member that contacts the first surface of the optical component, and a second member that contacts the second surface of the optical component.
  • the mounting method includes a preparatory step of preparing the cartridge in which the optical component is arranged between the first member and the second member, and the optical component is fixed to the first member and the second member. It includes an insertion step of inserting the cartridge into the processing head and a moving step of moving the pressing member toward the first member so that the pressing member presses the first member. do. By executing the moving step, the first pressing force on which the first member presses the first surface and the second pressing force on which the second member presses on the second surface increase.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view schematically showing a part of the laser processing apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a part of FIG. 1 in an enlarged manner.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view schematically showing a cartridge inserted into the processing head.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view schematically showing a cartridge inserted into the processing head.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view schematically showing a first modification of the cartridge inserted into the machining head.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.
  • FIG. 7 is a schematic plan view schematically showing the pressing ring.
  • FIG. 8 is a schematic plan view schematically showing the housing.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view schematically showing a part of the laser processing apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a part of FIG. 1
  • FIG. 9 is a schematic cross-sectional view schematically showing a second modification of the cartridge inserted into the machining head.
  • FIG. 10 is a schematic cross-sectional view schematically showing a part of the laser processing apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 11 is a schematic cross-sectional view schematically showing a part of the laser processing apparatus according to the second embodiment.
  • FIG. 12 is a schematic cross-sectional view schematically showing a part of the laser processing apparatus according to the third embodiment.
  • FIG. 13 is a schematic cross-sectional view schematically showing a third modification example of the cartridge inserted into the processing head.
  • FIG. 14 is a flowchart showing an example of a cartridge mounting method according to the embodiment.
  • FIG. 15 is a diagram schematically showing an example of a state in which the insertion step is being executed.
  • FIG. 16 is a diagram schematically showing another example of the state in which the insertion step is being executed.
  • FIG. 17 is a diagram schematically showing still another example of the state in which the insertion step is being executed.
  • FIG. 18 is a schematic perspective view schematically showing the laser processing system according to the fourth embodiment.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view schematically showing a part of the laser processing apparatus 1A according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a part of FIG. 1 in an enlarged manner.
  • 3 and 4 are schematic cross-sectional views schematically showing a cartridge 6 inserted into the processing head 2. Note that FIG. 3 shows a state before the first member 70 (more specifically, the housing H) is pressed toward the second member 80 (more specifically, the pressing ring P), and is shown in FIG. Shows the state after the first member 70 (more specifically, the housing H) is pressed toward the second member 80 (more specifically, the pressing ring P).
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view schematically showing a first modification of the cartridge 6 inserted into the processing head.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.
  • FIG. 7 is a schematic plan view schematically showing the pressing ring P.
  • FIG. 8 is a schematic plan view schematically showing the housing H.
  • FIG. 9 is a schematic cross-sectional view schematically showing a second modification of the cartridge 6 inserted into the processing head 2.
  • FIG. 10 is a schematic cross-sectional view schematically showing a part of the laser processing apparatus 1A according to the first embodiment.
  • the description of the portion and the member existing behind the cross section of the machining head is omitted in order to avoid complication of the drawing. ing.
  • the laser machining apparatus 1A in the first embodiment includes a machining head 2 and a cartridge 6.
  • An optical path F for laser light is arranged in the processing head 2.
  • the processing head 2 has a passage N through which the laser beam passes.
  • the passage N through which the laser beam passes is parallel to the longitudinal direction of the processing head 2.
  • the optical path F is schematically shown by a region surrounded by a broken line.
  • the work W is machined by the laser beam emitted from the machining head 2.
  • the processing head 2 defines a space SP in which the cartridge 6 is arranged.
  • the processing head 2 has a receiving unit 21 that receives the cartridge 6.
  • the processing head 2 has a pressing member 30 and a stopper surface 40.
  • the pressing member 30 is a member that presses the cartridge 6.
  • the pressing member 30 is movable along the longitudinal direction of the machining head 2. As the pressing member 30 moves toward the cartridge 6, the pressing member 30 presses the cartridge 6.
  • the pressing member 30 has a pressing surface 30p for pressing the cartridge 6.
  • the pressing surface 30p has, for example, a ring-shaped flat surface.
  • the stopper surface 40 applies a reaction force to the cartridge 6 by limiting the movement of the cartridge 6 pressed by the pressing member 30.
  • the stopper surface 40 when the direction in which the pressing member 30 presses the cartridge 6 is defined as the first direction DR1, the stopper surface 40 is in the second direction DR2 which is the direction opposite to the first direction DR1 with respect to the cartridge 6. Gives reaction force.
  • the cartridge 6 is sandwiched by the pressing member 30 and the stopper surface 40.
  • the stopper surface 40 has, for example, a ring-shaped flat surface.
  • the longitudinal direction of the machining head 2 is parallel to the vertical direction.
  • the first direction DR1 is vertically upward
  • the second direction DR2 is vertically downward.
  • the pressing member 30 is movable relative to the main body portion 20 of the machining head 2 (more specifically, the frame body of the machining head 2).
  • the stopper surface 40 is composed of the wall surface of the main body portion 20 of the processing head 2.
  • the stopper surface 40 may be movable relative to the main body 20 of the processing head 2.
  • the pressing member 30 moves relative to the main body 20 in the first direction DR1
  • the stopper surface 40 moves relative to the main body 20 in the second direction DR2, so that the cartridge 6 is moved to the pressing member. It may be configured to be sandwiched by the 30 and the stopper surface 40.
  • the cartridge 6 is inserted into the processing head 2.
  • a hole 53h is formed in the side wall 53 of the processing head 2.
  • the cartridge 6 is inserted into the inside of the processing head 2 (more specifically, the receiving portion 21) from the outside of the processing head 2 via the hole portion 53h.
  • the laser processing apparatus 1A may include a lid 54 capable of closing the hole 53h.
  • the lid 54 may be completely separable from the machining head 2.
  • the lid 54 may be connected to the machining head 2 via a hinge.
  • the cartridge 6 may include a lid 54.
  • the lid 54 provided on the cartridge 6 may be configured to close the hole 53h by inserting the cartridge 6 into the processing head 2.
  • the cartridge 6 includes an optical component 60, a first member 70, and a second member 80.
  • the optical component 60 is arranged on the optical path F with the cartridge 6 inserted in the processing head 2.
  • the optical component 60 is composed of, for example, a transparent member capable of transmitting laser light.
  • the optical component 60 is separate from the first member 70 and the second member 80.
  • the optical component 60 includes a first surface 61 and a second surface 62.
  • the second surface 62 is a surface arranged on the opposite side of the first surface 61.
  • the first surface 61 is an emission surface from which the laser light is emitted
  • the second surface 62 is an incident surface to which the laser light is incident.
  • the first surface 61 is a flat surface.
  • the second surface 62 is a flat surface.
  • the optical component 60 may have a side surface 63.
  • the side surface 63 is a surface connecting the first surface 61 and the second surface 62.
  • the side surface 63 is, for example, a cylindrical surface.
  • the first member 70 comes into contact with the first surface 61 of the optical component 60. Further, in the example shown in FIG. 1, the first member 70 is in contact with the pressing member 30.
  • the second member 80 comes into contact with the second surface 62 of the optical component 60. Further, in the example shown in FIG. 1, the second member 80 is in contact with the stopper surface 40. The second member 80 is a separate body from the first member 70.
  • the machining head 2 has a pressing member 30 for pressing the cartridge 6 and a stopper surface 40 for applying a reaction force to the cartridge 6.
  • the cartridge 6 includes a first member 70 that comes into contact with the pressing member 30, and a second member 80 that comes into contact with the stopper surface 40.
  • the cartridge 6 is sandwiched by the pressing member 30 and the stopper surface 40 by pressing the first member 70 by the pressing member 30 and applying a reaction force from the stopper surface 40 to the second member 80.
  • the cartridge 6 is stably fixed to the processing head 2.
  • the first surface 61 of the optical component 60 is in contact with the first member 70, and the second surface 62 of the optical component 60 is in contact with the second member 80.
  • the optical component 60 is sandwiched by the first member 70 and the second member 80.
  • the optical component 60 is stably fixed to the component components of the cartridge 6 (more specifically, the first member 70 and the second member 80).
  • First member 70 and second member 80 In the example shown in FIG. 2, the first member 70 is pressed by the pressing member 30, and the first member 70 presses the first surface 61 of the optical component 60. Further, the second member 80 is subjected to a reaction force from the stopper surface 40, and the second member 80 presses the second surface 62 of the optical component 60.
  • the first surface 61 of the optical component 60 is pressed by the first member 70, and the second surface 62 of the optical component 60 is subjected to a reaction force from the second member 80 to apply a reaction force to the optical component.
  • 60 is stably sandwiched by the first member 70 and the second member 80.
  • the optical component 60 is stably fixed to the component components of the cartridge 6 (more specifically, the first member 70 and the second member 80).
  • the first member 70 is configured to transmit the pressing force received from the pressing member 30 to the first surface 61, and the second member 80 receives the reaction force received from the stopper surface 40. It is preferable that it is configured to transmit to the two surfaces 62.
  • the cartridge 6 is fixed to the processing head 2 by using the pressing force received by the first member 70 from the pressing member 30.
  • the optical component 60 is fixed to the components of the cartridge 6 (more specifically, the first member 70 and the second member 80) by utilizing the pressing force received by the first member 70 from the pressing member 30. ..
  • both the fixing of the cartridge 6 to the processing head 2 and the fixing of the optical component 60 to the first member 70 and the second member 80 are executed. .. Therefore, the work efficiency is improved as compared with the case where the fixing of the cartridge 6 to the processing head 2 and the fixing of the optical component 60 to the first member 70 and the second member 80 are performed separately.
  • the optical component 60 is fixed to the first member 70 and the second member 80 by using the pressing force received by the first member 70 from the pressing member 30, the first member 70 and the second member 80 are executed. It is not necessary to screw-bond with and in advance.
  • the first member 70 and the second member 80 are screw-coupled, dust is inevitably generated due to sliding between the male-threaded portion and the female-threaded portion.
  • the dust is irradiated with a laser beam to heat the dust, the optical component 60 in contact with the heated dust may be damaged.
  • the wavelength of the laser beam is relatively short, so that dust is easily heated.
  • the first member 70 and the second member 80 are not screwed together, the generation of dust is suppressed and the damage to the optical component 60 is suppressed.
  • the first member 70 includes a first contact surface 71 that contacts the outer edge portion 61u of the first surface 61 of the optical component 60, a second contact surface 72 that contacts the pressing member 30, and a laser. It has a first hole portion 74h through which light passes.
  • first member 70 includes the first seal member S1
  • at least a part of the first contact surface 71 may be formed by the surface of the first seal member S1.
  • at least a part of the second contact surface 72 may be formed by the surface of the third seal member S3.
  • the second member 80 has a third contact surface 81 in contact with the outer edge portion 62u of the second surface 62 of the optical component 60, a fourth contact surface 82 in contact with the stopper surface 40, and a laser. It has a second hole portion 84h through which light passes.
  • the second member 80 includes the second seal member S2, at least a part of the fourth contact surface 82 may be formed by the surface of the second seal member S2.
  • At least one of the first member 70 and the second member 80 may be provided with a wall portion facing the side surface 63 of the optical component 60.
  • the first member 70 has a wall portion 75 facing the side surface 63 of the optical component 60. More specifically, the annular inner wall surface 75n of the wall portion 75 faces the side surface 63 (more specifically, the annular outer surface) of the optical component 60.
  • the second member 80 has a protrusion 85 facing the side surface 63 of the optical component 60. More specifically, the annular inner wall surface 85n of the protrusion 85 faces the side surface 63 (more specifically, the annular outer surface) of the optical component 60.
  • One of the first member 70 of the cartridge 6 and the second member 80 of the cartridge 6 may include a housing H that houses at least a portion of the optical component 60.
  • the first member 70 includes the housing H.
  • the first member 70 may include the housing H and the first seal member S1.
  • the housing H has a bottom portion H1 and a wall portion H2.
  • the bottom portion H1 includes an inner edge portion Hd projecting inward from the inner wall surface 75n of the wall portion H2.
  • the inner edge portion Hd functions as a support portion that supports the optical component 60. Further, the inner edge portion Hd defines the first hole portion 74h through which the laser beam passes.
  • the wall portion H2 has an inner wall surface 75n facing the side surface 63 of the optical component 60 and an upper surface Ha.
  • the upper surface Ha of the housing H comes into contact with the pressing ring P.
  • the other of the first member 70 and the second member 80 may include a pressing ring P that abuts on the optical component 60.
  • the lower surface of the pressing ring P is in contact with both the optical component 60 and the housing H.
  • the second member 80 includes the pressing ring P.
  • the second member 80 may include the pressing ring P and the second sealing member S2.
  • the pressing ring P has an outer portion P1 and an inner portion P2.
  • the outer portion P1 of the pressing ring P comes into contact with the upper surface Ha of the housing H.
  • the outer portion P1 of the pressing ring P is supported by the upper surface Ha of the housing H.
  • the outer portion P1 is, for example, plate-shaped.
  • the inner portion P2 comes into contact with the optical component 60 (more specifically, the upper surface of the optical component 60).
  • the pressing ring P is placed on the optical component 60.
  • the outer portion P1 and the upper surface Ha of the housing H are not in contact with each other. In other words, there is a gap G between the outer portion P1 and the upper surface Ha of the housing H.
  • the inner portion P2 has a protruding portion 85 projecting downward from the lower surface of the outer portion P1.
  • the protrusion 85 is, for example, an annular protrusion.
  • the protrusion 85 is inserted into a recess (more specifically, an annular recess) defined by the housing H and the optical component 60. In this case, the protrusion 85 aligns the pressing ring P, the housing H, and the optical component 60.
  • the protrusion 85 faces the side surface 63 of the optical component 60. Further, the protruding portion 85 projects downward from the upper surface (62) of the optical component 60.
  • the inner portion P2 has, in addition to the inner wall surface 85n facing the side surface 63 of the optical component 60, a second inner wall surface Pn that defines a second hole portion 84h through which the laser beam passes. Further, in the example shown in FIG. 3, the inner portion P2 (more specifically, the protruding portion 85) has an outer wall surface Pu. The outer wall surface Pu is arranged to face the inner wall surface 751n of the housing H.
  • the inner portion P2 has an annular lower surface Pb in contact with the optical component 60.
  • the annular lower surface Pb in contact with the optical component 60 is arranged inside the protrusion 85 (in other words, on the side closer to the central axis of the optical component 60).
  • the minimum inner diameter D1 of the portion of the housing H facing the side surface 63 of the optical component 60 is the portion of the pressing ring P facing the side surface 63 of the optical component 60. It is larger than the minimum inner diameter D2.
  • the pressing ring P can be used to position the optical component 60 with respect to the housing H.
  • the minimum inner diameter D2 of the portion of the pressing ring P facing the side surface 63 of the optical component 60 is made smaller than the above-mentioned minimum inner diameter D1.
  • At least a part (P3) of the pressing ring P is cantilevered by the housing H.
  • the tip end portion 52t of the temperature sensor 52 is arranged vertically below the portion P3 of the pressing ring P that is cantilevered and supported by the housing H. In this case, the space vertically below the portion P3 that is cantilevered and supported by the housing H is effectively utilized.
  • a relatively large bending stress may be generated in the portion P3 of the pressing ring P that is cantilevered and supported by the housing H.
  • the material of the pressing ring P is preferably a material having a large bending strength or tensile strength.
  • the material of the pressing ring P may be a material having a higher bending strength or tensile strength than the material of the housing H.
  • the volume of the housing H may be larger than the volume of the pressing ring P. Further, the density of the housing H (in other words, the mass per unit volume) may be smaller than the density of the pressing ring P.
  • the cartridge 6 is lightened as a whole. Further, since a material having a relatively high density can be selected as the material of the pressing ring P, it is possible to sufficiently secure the bending strength or the tensile strength of the pressing ring P.
  • the cartridge 6 includes a first seal member S1, a second seal member S2, and a third seal member S3.
  • the first seal member S1 is arranged between the optical component 60 (more specifically, the laser beam emitting surface (61) of the optical component 60) and the housing H.
  • debris scattered from the work W (in other words, the object to be processed) processed by the laser beam, other dust, and the like pass through the gap between the optical component 60 and the housing H. It prevents the cartridge 6 from entering the inside (or the space above the cartridge 6).
  • the first seal member S1 is, for example, a seal ring.
  • the first sealing member S1 is made of an elastic material such as rubber (for example, fluororubber, nitrile rubber, silicone rubber, etc.).
  • a first annular groove V1 for arranging the first seal member S1 is formed on the upper surface of the inner edge portion Hd of the housing H.
  • the second seal member S2 is arranged on the upper surface Pa of the pressing ring P.
  • a second annular groove V2 for arranging the second seal member S2 is formed on the upper surface Pa of the pressing ring P.
  • the second seal member S2 is arranged between the upper surface of the pressing ring P and the stopper surface 40.
  • the second seal member S2 prevents dust and the like from entering the space above the cartridge 6 through the gap between the pressing ring P and the stopper surface 40.
  • the second seal member S2 is, for example, a seal ring.
  • the inner diameter of the second seal member S2 is larger than the inner diameter of the first seal member S1.
  • the second seal member S2 is made of an elastic material such as rubber (for example, fluororubber, nitrile rubber, silicone rubber, etc.).
  • the first member 70 includes the third seal member S3.
  • the third seal member S3 is arranged on the lower surface Hb of the housing H.
  • a third annular groove V3 for arranging the third seal member S3 is formed on the lower surface Hb of the housing H.
  • the third seal member S3 is arranged between the lower surface of the housing H and the pressing member 30.
  • debris and other dust scattered from the work W processed by the laser beam pass between the cartridge 6 and the processing head 2 through the gap between the housing H and the pressing member 30. Prevents intrusion into the space of.
  • the third seal member S3 is, for example, a seal ring.
  • the inner diameter of the third seal member S3 is larger than the inner diameter of the first seal member S1.
  • the third sealing member S3 is made of an elastic material such as rubber (for example, fluororubber, nitrile rubber, silicone rubber, etc.).
  • the cartridge 6 (more specifically, the first member 70) may include a fourth seal member S4.
  • the fourth seal member S4 is arranged on the lower surface Hb of the housing H.
  • a fourth annular groove V4 for arranging the fourth seal member S4 is formed on the lower surface Hb of the housing H.
  • the coefficient of kinetic friction between the fourth seal member S4 and the wall surface of the processing head 2 is preferably smaller than the coefficient of kinetic friction between the third seal member S3 and the wall surface of the processing head 2.
  • the fourth sealing member S4 is made of an elastic material such as Teflon (registered trademark) or polyacetal.
  • the first protrusion length L1 which is the length at which the fourth seal member S4 protrudes from the lower surface Hb of the housing H is the first.
  • the sealing member S3 is larger than the second protruding length L2, which is the length protruding from the lower surface Hb of the housing H.
  • the sealing member is not arranged between the pressing ring P and the optical component 60.
  • the pressing ring P and the optical component 60 are in contact with each other without passing through the sealing member.
  • a sealing member may be arranged between the pressing ring P and the optical component 60.
  • the cartridge 6 has a recess 76 that receives the tip portion 52t of the temperature sensor 52.
  • the recess 76 is formed by at least one of a first member 70 and a second member 80.
  • the recess 76 is formed by both the first member 70 and the second member 80.
  • a recess 76 is formed by a part of the first member 70 and a part of the second member 80, and the tip end portion 52t of the temperature sensor 52 is arranged between the first member 70 and the second member 80.
  • the recess 76 may be formed by only one of the first member 70 and the second member 80.
  • the tip portion 52t of the temperature sensor 52 can be arranged near the optical component 60.
  • the temperature sensor 52 is, for example, a non-contact type temperature sensor (more specifically, an infrared temperature sensor).
  • the tip end portion 52t of the temperature sensor 52 faces the optical component 60 (more specifically, the side surface 63 of the optical component 60).
  • the temperature of the optical component 60 can be detected more accurately.
  • the tip end portion 52t of the temperature sensor 52 and the optical component 60 are directly opposed to each other.
  • the space between the tip end portion 52t of the temperature sensor 52 and the optical component 60 is a space in which no object is arranged.
  • the cartridge 6 (more specifically, the housing H) has a third hole portion 77. Further, in the example shown in FIG. 6, the tip end portion 52t of the temperature sensor 52 and the optical component 60 face each other via the third hole portion 77.
  • the insertion of the cartridge 6 into the processing head 2 and the insertion of the tip end portion 52t of the temperature sensor 52 into the recess 76 of the cartridge 6 are executed at the same time.
  • the tip end portion 52t of the temperature sensor 52 is inserted into the recess 76 of the cartridge 6 by the operation of inserting the cartridge 6 into the processing head 2.
  • the direction in which the cartridge 6 is inserted into the machining head 2 is defined as the third direction DR3.
  • the recess 76 of the cartridge 6 may extend in a direction substantially parallel to the third direction DR3.
  • the cartridge 6 does not interfere with the temperature sensor 52 when the cartridge 6 is inserted into the processing head 2.
  • the cartridge 6 includes a handle portion 90 gripped by an operator.
  • the handle portion 90 and the housing H are separate bodies, and the handle portion 90 is attached to the housing H.
  • any known method can be adopted.
  • the handle 90 and the housing H may be one integrally molded part.
  • the size of the handle portion 90 is, for example, a size that can be inserted into the hole portion 53h of the processing head 2 (see FIG. 1 if necessary).
  • the optical component 60 is a protector that protects the second optical component 55 (for example, a condenser lens) arranged in the processing head 2.
  • the optical component 60 prevents debris, other dust, and the like scattered from the laser-machined work W from reaching the second optical component 55.
  • the optical component 60 is arranged on the downstream side in the traveling direction of the laser beam with respect to the second optical component 55.
  • the optical component 60 transmits laser light.
  • the optical component 60 is made of glass, for example.
  • the optical component 60 may be a lens that focuses or diffuses laser light.
  • the processing head 2 includes a main body portion 20, a pressing member 30 that can move relative to the main body portion 20, and a stopper surface 40.
  • the processing head 2 may include an urging member 56 that urges the pressing member 30 to the first direction DR1.
  • the pressing member 30 has a piston 305 and a seal ring 307 (more specifically, a first seal ring 307a and a second seal ring 307b) arranged on the outer peripheral surface of the piston 305. include.
  • the pressing member 30 is slidable with respect to the main body 20 of the processing head 2.
  • the urging member 56 includes a spring that urges the pressing member 30 to the first direction DR1.
  • the urging member 56 is arranged between the pressing member 30 and the main body portion 20 of the processing head 2.
  • the processing head 2 includes a tip portion 2b in which a laser ejection port OP is arranged and a base end portion 2a.
  • an optical fiber 170f that transmits laser light to the processing head 2 is connected to the base end portion 2a.
  • the laser processing device 1A may include a pressing member driving device 57 that drives the pressing member 30.
  • the pressing member driving device 57 includes a first gas supply source 571 such as an air compressor and a first gas supply path 572. At least a part of the first gas supply path 572 is arranged in the main body 20 of the processing head 2.
  • the downstream end portion 572e of the first gas supply path 572 communicates with the space SP2 between the pressing member 30 and the main body portion 20 of the processing head 2. Further, the lower end of the space SP2 is sealed by the first seal ring 307a, and the upper end of the space SP2 is sealed by the second seal ring 307b.
  • the gas supplied to the space SP2 presses the pressing member 30. Press on the two-way DR2. As a result, the pressing member 30 moves to the second direction DR2.
  • the laser processing device 1A may include an assist gas supply device 58 that supplies the assist gas to the processing head 2.
  • the assist gas supply device 58 includes an assist gas supply source 581 and an assist gas supply path 582. At least a part of the assist gas supply path 582 is arranged in the main body 20 of the processing head 2.
  • the downstream end portion 582e of the assist gas supply path 582 communicates with the space SP3 between the cartridge 6 and the laser ejection port OP of the processing head 2.
  • the assist gas supplied to the space SP3 is discharged from the laser ejection port OP.
  • the assist gas emitted from the laser ejection port OP blows off the melt of the work W formed by the irradiation of the laser beam. In this way, the assist gas assists the laser machining of the work W.
  • the gas supplied by the assist gas supply device 58 is, for example, air, nitrogen gas, or oxygen gas that promotes melting of the work W.
  • the assist gas supply source 581 and the first gas supply source 571 are different gas supply sources.
  • the assist gas supply source 581 and the first gas supply source 571 may be configured by one gas supply source.
  • the laser processing device 1A may include a clean gas supply device 59 that supplies clean gas to the processing head 2.
  • the clean gas supply device 59 includes a clean gas supply source 591 and a clean gas supply path 592. At least a part of the clean gas supply path 592 is arranged in the main body 20 of the processing head 2.
  • the downstream end portion 592e of the clean gas supply path 592 is the space SP4 (more specifically, the cartridge 6 and the second optical component 55) on the proximal end side of the position where the cartridge 6 is arranged. It communicates with (the space between).
  • the clean gas supplied to the space SP4 prevents or suppresses the invasion of dust into the space SP4 on the proximal end side of the position where the cartridge 6 is arranged.
  • the clean gas supply source 591, the first gas supply source 571, and the assist gas supply source 581 are different gas supply sources.
  • the clean gas supply source 591 and the first gas supply source 571 or the assist gas supply source 581 may be configured by one gas supply source.
  • FIG. 11 is a schematic cross-sectional view schematically showing a part of the laser processing apparatus 1B according to the second embodiment.
  • the cartridge 6 shown in FIGS. 1 to 10 can be adopted as the cartridge 6 inserted into the processing head 2.
  • the processing head 2 may be provided with a temperature sensor 52 that can be inserted into the recess 76 (see FIG. 6) of the cartridge 6.
  • the first surface 61 of the optical component 60 is an exit surface from which the laser beam is emitted, and the second surface 62 of the optical component 60 is an incident surface to which the laser beam is incident.
  • the housing H is pressed by the pressing member 30, and the pressing ring P receives a reaction force from the stopper surface 40.
  • the first surface 61 of the optical component 60 is an incident surface on which the laser beam is incident, and the second surface 62 of the optical component 60 is an exit surface on which the laser beam is emitted. ..
  • the pressing ring P is pressed by the pressing member 30, and the housing H receives a reaction force from the stopper surface 40.
  • the laser processing apparatus 1B in the second embodiment includes a processing head 2 in which an optical path F for laser light is arranged, and a cartridge 6 inserted into the processing head 2.
  • the processing head 2 has a pressing member 30 that presses the cartridge 6, and a stopper surface 40 that applies a reaction force to the cartridge 6 by limiting the movement of the cartridge 6 pressed by the pressing member 30.
  • the cartridge 6 includes an optical component 60 arranged on the above-mentioned optical path F with the cartridge 6 inserted in the processing head 2, and a first member 70 in contact with the first surface 61 of the optical component 60 and the pressing member 30. It has a second surface 62 of the optical component 60 and a second member 80 in contact with the stopper surface 40.
  • the machining head 2 has a pressing member 30 for pressing the cartridge 6 and a stopper surface 40 for applying a reaction force to the cartridge 6.
  • the cartridge 6 includes a first member 70 that comes into contact with the pressing member 30, and a second member 80 that comes into contact with the stopper surface 40. Therefore, the laser processing device 1B in the second embodiment has the same effect as the laser processing device 1A in the first embodiment.
  • the pressing member 30 presses the cartridge 6 by moving to the first direction DR1 which is the direction toward the cartridge 6.
  • the stopper surface 40 applies a reaction force to the cartridge 6 by limiting the movement of the cartridge 6 pressed by the pressing member 30.
  • the stopper surface 40 applies a reaction force to the cartridge 6 in the second direction DR2, which is the direction opposite to the first direction DR1.
  • the longitudinal direction of the machining head 2 is parallel to the vertical direction.
  • the first direction DR1 is vertically downward
  • the second direction DR2 is vertically upward.
  • the first member 70 includes the housing H, and the second member 80 includes the pressing ring P.
  • the first member 70 includes the pressing ring P
  • the second member 80 includes the housing H.
  • the first member 70 may have a second seal member S2.
  • the second seal member S2 is arranged on the upper surface of the pressing ring P. More specifically, the second seal member S2 is arranged between the upper surface of the pressing ring P and the pressing member 30.
  • the second member 80 may have the first seal member S1.
  • the first seal member S1 is arranged between the housing H and the optical component 60. More specifically, the first sealing member S1 is arranged between the housing H and the laser beam emitting surface (second surface 62 in FIG. 11) of the optical component 60.
  • the second member 80 may have a third seal member S3 and / or a fourth seal member S4.
  • the third seal member S3 and the fourth seal member S4 are arranged on the lower surface of the housing H. More specifically, the third seal member S3 is arranged between the lower surface of the housing H and the stopper surface 40. Further, the fourth seal member S4 is arranged between the lower surface of the housing H and the stopper surface 40.
  • the pressing member 30 is arranged on the tip end side of the processing head 2 with respect to the cartridge 6. Then, the pressing member 30 presses the cartridge 6 in the direction toward the base end portion 2a of the processing head 2.
  • the pressing member 30 is arranged closer to the base end side of the processing head 2 than the cartridge 6. Then, the pressing member 30 presses the cartridge 6 in the direction toward the tip end portion 2b of the processing head 2.
  • FIG. 12 is a schematic cross-sectional view schematically showing a part of the laser processing apparatus 1C according to the third embodiment.
  • FIG. 13 is a schematic cross-sectional view schematically showing a third modification example of the cartridge 6 inserted into the processing head 2.
  • the cartridge 6 may have a recess 76 that receives the tip portion 52t of the temperature sensor 52. Further, for example, the cartridge 6 may have a handle portion 90 as in the example shown in FIG. Further, in the third embodiment, the pressing member 30 may press the cartridge 6 in the direction toward the proximal end portion 2a as in the example shown in FIG. 10, and is the same as the example shown in FIG. In addition, the pressing member 30 may press the cartridge 6 in the direction toward the tip portion 2b.
  • the optical component 60 included in the cartridge 6 is a lens that focuses or diffuses laser light. More specifically, the optical component 60 is a condenser lens that focuses the laser beam.
  • the laser processing apparatus 1C in the third embodiment includes a processing head 2 in which an optical path F for laser light is arranged, and a cartridge 6 inserted into the processing head 2.
  • the processing head 2 has a pressing member 30 that presses the cartridge 6, and a stopper surface 40 that applies a reaction force to the cartridge 6 by limiting the movement of the cartridge 6 pressed by the pressing member 30.
  • the cartridge 6 includes an optical component 60 arranged on the above-mentioned optical path F with the cartridge 6 inserted in the processing head 2, and a first member 70 in contact with the first surface 61 of the optical component 60 and the pressing member 30. It has a second surface 62 of the optical component 60 and a second member 80 in contact with the stopper surface 40.
  • the machining head 2 has a pressing member 30 for pressing the cartridge 6 and a stopper surface 40 for applying a reaction force to the cartridge 6.
  • the cartridge 6 includes a first member 70 that comes into contact with the pressing member 30, and a second member 80 that comes into contact with the stopper surface 40. Therefore, the laser processing device 1C in the third embodiment has the same effect as the laser processing device 1A in the first embodiment or the laser processing device 1B in the second embodiment.
  • the optical component 60 included in the cartridge 6 is a lens (more specifically, a condenser lens). Further, in the example shown in FIG. 12, when the cartridge 6 is inserted into the processing head 2, the optical component 60 is upstream of the second optical component 55 arranged in the processing head 2 in the traveling direction of the laser beam. It is placed on the side.
  • the second optical component 55 is a protector that protects the cartridge 6 (more specifically, the optical component 60) arranged in the processing head 2 from dust scattered from the work W to be laser-processed, other dust, and the like. ..
  • At least one of the first surface 61 and the second surface 62 of the optical component 60 is a curved surface (for example, a convex curved surface or a concave curved surface).
  • the laser beam incident surface of the optical component 60 is a curved surface (more specifically, a convex curved surface).
  • the laser beam emitting surface of the optical component 60 is a flat surface.
  • the second surface 62 of the optical component 60 is an incident surface on which the laser beam is incident, and the first surface 61 of the optical component 60 is an exit surface on which the laser beam is emitted.
  • the first surface 61 of the optical component 60 is the incident surface on which the laser beam is incident, and the second surface 62 of the optical component 60 emits the laser beam. It may be an exit surface.
  • the second member 80 (more specifically, the pressing ring P) of the cartridge 6 is the second surface 62 (more specifically, the incident surface on which the laser beam is incident) of the optical component 60. ).
  • the inner portion P2 of the pressing ring P has an annular lower surface Pb, and the annular lower surface Pb is in contact with the optical component 60.
  • the annular lower surface Pb preferably has a curved surface having a shape complementary to the curved surface of the optical component 60.
  • the annular lower surface Pb in contact with the optical component 60 is arranged inside the protrusion 85 (in other words, on the side closer to the central axis of the optical component 60).
  • FIG. 14 is a flowchart showing an example of a cartridge mounting method according to the embodiment.
  • 15 to 17 are diagrams schematically showing a state in which the insertion step is being executed.
  • the method of mounting the cartridge in the embodiment is a method of mounting the cartridge 6 on the laser processing device 1.
  • the laser processing device 1 used in the method of mounting the cartridge in the embodiment may be the laser processing device 1A in the first embodiment or the laser processing device 1B in the second embodiment.
  • the laser processing apparatus 1C in the third embodiment may be used, or may be another laser processing apparatus.
  • the laser machining apparatus 1 used in the method of mounting a cartridge in the embodiment includes a machining head 2, a pressing member 30, and a stopper.
  • the surface 40 is provided.
  • the optical path F of the laser beam is arranged in the processing head 2, and the processing head 2 defines a space in which the cartridge 6 is arranged.
  • the pressing member 30 presses the cartridge 6. Further, the stopper surface 40 applies a reaction force to the cartridge 6 by limiting the movement of the cartridge 6 pressed by the pressing member 30.
  • the cartridge 6 used in the method of mounting the cartridge in the embodiment has an optical component 60 through which the laser beam passes and a first surface 61 of the optical component 60.
  • a first member 70 that comes into contact with the optical component 60 and a second member 80 that comes into contact with the second surface 62 of the optical component 60 are provided.
  • the second surface 62 is a surface arranged on the opposite side of the first surface 61.
  • the cartridge 6 in which the optical component 60 is arranged between the first member 70 and the second member 80 is prepared.
  • the first step ST1 is a preparatory step.
  • One of the first member 70 and the second member 80 may include a housing H. Further, the other of the first member 70 and the second member 80 may include a pressing ring P.
  • FIGS. 3, 9, 13, 13 and the like exemplify the cartridge 6 prepared in the first step ST1 (preparation step).
  • the optical component 60 is placed on the housing H.
  • the optical component 60 may be accommodated in the housing H.
  • the pressing ring P is placed on the optical component 60 mounted on the housing H.
  • the pressing ring P is placed on the optical component 60 so that the pressing ring P is placed on the upper surface of the optical component 60 (more specifically, a laser). Contact the light incident surface).
  • the optical component 60 is placed on one of the first member 70 and the second member 80, and the first member 70 and the second member 70 and the second member 70 are placed on the optical component 60.
  • the cartridge 6 in which the optical component 60 is arranged between the first member 70 and the second member 80. More specifically, the cartridge 6 to be inserted into the processing head 2 in the insertion step described later can be prepared only by placing the pressing ring P on the optical component 60 housed in the housing H. ..
  • the above-mentioned preparation step can be performed without rotating the second member 80 relative to the first member 70.
  • the cartridge 6 can be efficiently prepared. Further, when the second member 80 is not rotated relative to the first member 70, dust is not generated due to the sliding caused by the relative rotation.
  • the pressing ring P is a part having no screw portion (in other words, a screwless part). Therefore, during the execution of the work of arranging the optical component 60 between the first member 70 and the second member 80, dust is not generated due to the sliding between the male threaded portion and the female threaded portion.
  • the cartridge 6 prepared by the preparation step (in other words, the cartridge 6 to be inserted into the processing head 2 in the insertion step described later) is This is an assembly in which the optical component 60 is not fixed to the first member 70 and the second member 80. Since the work of fixing the optical component 60 is unnecessary, the cartridge 6 can be efficiently prepared.
  • "fixing” means a state in which the optical component 60 is completely fixed so as not to cause relative movement of the optical component 60 with respect to the first member 70 and the second member 80 due to screw coupling, adhesion, pressure welding, or the like. do. Therefore, mere temporary fixing does not fall under "fixed” in the present specification.
  • the second step ST2 is an insertion step.
  • FIG. 16, and FIG. 17 show a state in which the second step ST2 (insertion step) is being executed.
  • the cartridge 6 is inserted into the processing head 2 in a state where the optical component 60 is not fixed to the first member 70 and the second member 80.
  • the cartridge 6 is inserted into the machining head 2 via the hole 53h of the machining head 2.
  • the hole portion 53h is provided on the side wall 53 of the processing head 2. In this case, by moving the cartridge 6 in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the machining head 2, the cartridge 6 can be inserted into the machining head 2 via the hole 53h.
  • the hole portion 53h of the machining head 2 is opened (more specifically, the lid 54 is moved to a position where the hole portion 53h is opened).
  • the pressing member 30 is moved to a retracted position that does not interfere with the cartridge 6. Since the pressing member 30 is moved to the retracted position, the cartridge 6 can be smoothly inserted into the processing head 2.
  • the movement of the pressing member 30 to the retracted position is executed, for example, by the pressing member driving device. For example, by supplying gas to the first gas supply path 572 that constitutes a part of the pressing member driving device, the pressing member 30 moves to the retracted position (in other words, moves to the second direction DR2). ..
  • the second step ST2 (insertion step) is executed in a state where the lower surface 53b of the wall defining the hole 53h and the pressing surface 30p of the pressing member 30 are flush with each other. ..
  • the insertion step is performed in a state where there is no step between the lower surface 53b of the wall defining the hole 53h and the pressing surface 30p of the pressing member 30.
  • the cartridge 6 can be smoothly inserted into the receiving portion 21 of the processing head 2 via the hole portion 53h.
  • the second step ST2 (insertion step) is executed in a state where the upper surface 53a of the wall defining the hole 53h and the pressing surface 30p of the pressing member 30 are flush with each other.
  • the insertion step is performed in a state where there is no step between the upper surface 53a of the wall defining the hole 53h and the pressing surface 30p of the pressing member 30.
  • the cartridge 6 can be smoothly inserted into the receiving portion 21 of the processing head 2 via the hole portion 53h.
  • the cleaning gas is supplied to the processing head 2 by the cleaning gas supply device during the execution of the second step ST2 (insertion step).
  • the supply of clean gas is carried out by a clean gas supply device.
  • clean gas is provided in the space between the receiving unit 21 that receives the cartridge 6 and the second optical component 55 from the clean gas supply path 592 that constitutes a part of the clean gas supply device. Is supplied. Further, in the example shown in FIG. 17, from the clean gas supply path 592 that constitutes a part of the clean gas supply device, in the space between the receiving portion 21 that receives the cartridge 6 and the base end portion 2a of the processing head 2. Clean gas is supplied.
  • the hole portion 53h of the processing head 2 is closed by the lid 54.
  • the third step ST3 is a moving step. 1, FIG. 2, FIG. 6, FIGS. 10 to 12, show a state after the third step ST3 (movement step) is executed.
  • the pressing member 30 moves toward the first member 70, and as a result, the pressing member 30 presses the first member 70 in the first direction DR1.
  • the third step ST3 may be executed by using the urging force of the urging member 56.
  • the pressing member 30 presses the first member 70 from the retracted position by the urging force of the urging member 56. Move to the advance position. In this way, the first member 70 is pressed by the pressing member 30.
  • the execution of the third step ST3 increases the first pressing force on which the first member 70 presses the first surface 61 of the optical component 60.
  • the second pressing force on which the second member 80 presses the second surface 62 of the optical component 60 increases. In this way, the optical component 60 is fixed to the first member 70 and the second member 80.
  • the first member 70 is pressed by the pressing member 30, and the first member 70 is configured to press the first surface 61 of the optical component 60.
  • the second member 80 is configured to apply a reaction force from the stopper surface 40, and the second member 80 presses the second surface 62 of the optical component 60. Therefore, in the examples shown in FIGS. 10, 11, 12, 12 and the like, the pressing force (hereinafter, for convenience, referred to as "third pressing force") in which the pressing member 30 presses the first member 70 is used.
  • the optical component 60 is fixed to the first member 70 and the second member 80.
  • the cartridge 6 is pressed by the pressing member 30 to fix the cartridge 6 to the processing head 2 and to the first member 70 and the second member 80. Both fixing of the optical component 60 is performed. Therefore, the two fixing operations can be efficiently executed.
  • the housing H is used by using the third pressing force in which the pressing member 30 presses the first member 70 of the cartridge 6.
  • the first seal member S1 arranged between the optical component 60 and the optical component 60 is compressed. In this way, the sealing property between the housing H and the optical component 60 is improved.
  • the pressing member 30 presses the first member 70 of the cartridge 6, and the pressing ring is used.
  • the second seal member S2 arranged between P and the stopper surface 40 or the pressing member 30 is compressed. In this way, the sealing property between the pressing ring P and the stopper surface 40 or the pressing member 30 is improved.
  • the housing H is used by using the third pressing force in which the pressing member 30 presses the first member 70 of the cartridge 6.
  • the third seal member S3 (or the third seal member S3 and the fourth seal member S4) arranged between the pressing member 30 and the stopper surface 40 are compressed. In this way, the sealing property between the housing H and the pressing member 30 or the stopper surface 40 is improved.
  • a gap G exists between the first member 70 and the second member 80 before the execution of the third step ST3 (movement step).
  • the gap G becomes zero by executing the third step ST3 (movement step).
  • the first member 70 and the second member 80 are configured to be in surface contact with each other by executing the third step ST3 (movement step).
  • the laser beam is irradiated from the laser ejection port OP of the processing head 2.
  • the fourth step ST4 is an irradiation step.
  • the laser light supplied from the laser light source to the processing head 2 passes through the optical component 60, and the laser light passing through the optical component 60 irradiates the work W from the laser ejection port OP. Will be done.
  • the work W is processed by the laser beam. For example, the work W is cut, drilled, or welded by the laser beam emitted from the laser ejection port OP.
  • the assist gas is supplied to the processing head 2 by the assist gas supply device 58 during the execution of the fourth step ST4 (irradiation step).
  • the assist gas supplied to the processing head 2 is blown from the processing head 2 to the work W. In this way, the melt of the work W is blown off from the work W.
  • FIG. 18 is a schematic perspective view schematically showing the laser processing system 100 according to the fourth embodiment.
  • the laser machining system 100 includes a work support device 110, a laser machining device 1, a drive device 120, and a control device 130.
  • the work support device 110 supports the work W processed by the laser beam.
  • the work support device 110 includes, for example, a table on which the work W can be fixed.
  • the laser processing apparatus 1 has a processing head 2 that irradiates a laser beam toward the work W.
  • the laser processing device 1 may be the laser processing device 1A according to the first embodiment, the laser processing device 1B according to the second embodiment, or the laser processing device 1 according to the third embodiment. It may be 1C or another laser processing device.
  • the drive device 120 is a device that relatively moves the machining head 2 with respect to the work support device 110 (in other words, the work W supported by the work support device 110).
  • the drive device 120 is a device capable of three-dimensionally moving the machining head 2.
  • the drive device 120 can move the machining head 2 in the direction along the X axis, move the machining head 2 in the direction along the Y axis, and move the machining head 2 in the direction along the Z axis. It may be possible to move to.
  • the Z-axis is a direction parallel to the vertical direction
  • the X-axis is a direction parallel to the horizontal direction
  • the Y-axis is a direction perpendicular to the X-axis and the Z-axis.
  • the drive device 120 includes a first frame 121, a first motor that moves the first frame 121 with respect to the work support device 110 in a direction along the X axis, and a machining head 2. It includes a second motor that moves the machining head 2 in a direction along the Y axis with respect to the frame 121, and a third motor that moves the machining head 2 in a direction along the Z axis with respect to the first frame 121.
  • the drive device 120 is a device that moves the machining head 2 with respect to the work support device 110.
  • the drive device 120 may be a device that moves the work support device 110 with respect to the machining head 2.
  • the drive device 120 may be a device that moves both the machining head 2 and the work support device 110.
  • the control device 130 is connected to the drive device 120 by wire or wirelessly so as to be able to transmit a signal.
  • the control device 130 controls the operation of the drive device 120 by transmitting a control signal to the drive device 120.
  • control device 130 may control the operation of the pressing member 30 described in the first embodiment, the second embodiment, or the third embodiment.
  • the control device 130 is connected to the pressing member driving device 57 (see FIGS. 10, 11, etc.) by wire or wirelessly so as to be able to transmit a signal, and the pressing member by transmitting a control signal to the pressing member driving device 57. 30 controls the operation.
  • control device 130 may be signal transducibly connected to the laser light source 160 by wire or wirelessly. In this case, the control device 130 controls the operation of the laser light source 160 by transmitting a control signal to the laser light source 160.
  • the laser processing apparatus 1 includes a laser light source 160, a light transmission member 170, a processing head 2, and a cartridge 6. Further, the cartridge 6 includes an optical component 60, a first member 70, and a second member 80. Since the processing head 2 and the cartridge 6 are described in detail in the first embodiment, the second embodiment, or the third embodiment, the processing head 2 and the cartridge 6 are repeated. The explanation will be omitted.
  • the laser light source 160 includes a laser oscillator.
  • the laser oscillator any type of laser oscillator can be adopted.
  • the laser in the embodiment may be a gas laser, a fiber laser, a semiconductor laser, a solid-state laser, or any other type of laser. You may.
  • the light transmission member 170 transmits laser light from the laser light source 160 to the processing head 2.
  • the light transmission member 170 includes an optical fiber 170f.
  • the light transfer member 170 may include a mirror or other optical component.
  • the cartridge 6 may be fixed to the machining head 2 by utilizing the pressing force received by the first member 70 from the pressing member 30.
  • the optical component 60 is fixed to the component parts of the cartridge 6 (more specifically, the first member 70 and the second member 80) by utilizing the pressing force received by the first member 70 from the pressing member 30. It is also good.
  • the above two fixings may be performed using the control device 130 and the pressing member 30.
  • the control device 130 controls the operation of the pressing member 30 so that the pressing member 30 presses the cartridge 6 to fix the cartridge 6 to the processing head 2 and to fix the cartridge 6 to the first member 70 and the second member of the cartridge 6.
  • Both with fixing the optics 60 to 80 is performed.
  • FIGS. 10, 11, 12, 12 and the like show the state after both the fixing of the cartridge 6 to the processing head 2 and the fixing of the optical component 60 to the first member 70 and the second member 80 are executed. It is shown.
  • the control of the operation of the pressing member 30 by the control device 130 is performed, for example, by the control device 130 transmitting a control signal to the pressing member driving device 57 (see FIGS. 10, 11 and the like).
  • the pressing member driving device 57 When the pressing member driving device 57 receives a control signal from the control device 130, the pressing member driving device 57 drives the pressing member 30 so that the pressing member 30 presses the cartridge 6.
  • the pressing member driving device 57 drives the pressing member 30 so that the pressing member 30 presses the cartridge 6.
  • each embodiment or each modification can be appropriately modified or modified within the scope of the technical idea of the present invention. Further, the various techniques used in each embodiment or each modification can be applied to other embodiments or other modifications as long as technical inconsistencies do not occur. Further, any additional configuration in each embodiment or each modification can be omitted as appropriate.

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Abstract

レーザ加工装置は、レーザ光の光路が配置される加工ヘッドと、加工ヘッドに挿入されるカートリッジとを具備する。加工ヘッドは、カートリッジを押圧する押圧部材と、押圧部材によって押圧されるカートリッジの移動を制限することによりカートリッジに反力を付与するストッパ面とを有する。カートリッジは、加工ヘッドにカートリッジが挿入された状態において光路上に配置される光学部品と、光学部品の第１面および押圧部材に接触する第１部材と、光学部品の第２面およびストッパ面に接触する第２部材とを有する。

Description

レーザ加工装置、レーザ加工システム、および、カートリッジの装着方法
　本発明は、レーザ加工装置、レーザ加工システム、および、カートリッジの装着方法に関する。
　レーザ加工装置にカートリッジを装着する技術が知られている。
　関連する技術として、特許文献１には、レーザ加工装置が開示されている。特許文献１に記載のレーザ加工装置は、第１の光学素子を含むカートリッジと、カートリッジを挿入するためのカートリッジ孔を有する筐体と、カートリッジを筐体に対して付勢および解放する切替機構とを備える。
特許第６６６３５４３号公報
　本発明の目的は、レーザ加工装置の加工ヘッドにカートリッジを固定する技術の改良、および／または、カートリッジの構成部品に光学部品を固定する技術の改良を提供することである。
　いくつかの実施形態におけるレーザ加工装置は、レーザ光の光路が配置される加工ヘッドと、前記加工ヘッドに挿入されるカートリッジとを具備する。前記加工ヘッドは、前記カートリッジを押圧する押圧部材と、前記押圧部材によって押圧される前記カートリッジの移動を制限することにより前記カートリッジに反力を付与するストッパ面とを有する。前記カートリッジは、前記加工ヘッドに前記カートリッジが挿入された状態において前記光路上に配置される光学部品と、前記光学部品の第１面および前記押圧部材に接触する第１部材と、前記光学部品の第２面および前記ストッパ面に接触する第２部材とを有する。
　いくつかの実施形態におけるレーザ加工システムは、レーザ光によって加工されるワークを支持するワーク支持装置と、前記ワークに向けて前記レーザ光を照射する加工ヘッドを有するレーザ加工装置と、前記ワーク支持装置に対して前記加工ヘッドを相対移動させる駆動装置と、前記駆動装置の動作を制御する制御装置とを具備する。前記レーザ加工装置は、レーザ光源と、前記レーザ光源から前記加工ヘッドに前記レーザ光を伝達する光伝達部材と、前記レーザ光の光路が配置される前記加工ヘッドと、前記加工ヘッドに挿入されるカートリッジとを備える。前記加工ヘッドは、前記カートリッジを押圧する押圧部材と、前記押圧部材によって押圧される前記カートリッジの移動を制限することにより前記カートリッジに反力を付与するストッパ面とを有する。前記カートリッジは、前記加工ヘッドに前記カートリッジが挿入された状態において前記光路上に配置される光学部品と、前記光学部品の第１面および前記押圧部材に接触する第１部材と、前記光学部品の第２面および前記ストッパ面に接触する第２部材とを有する。
　いくつかの実施形態におけるカートリッジの装着方法は、レーザ加工装置にカートリッジを装着する方法である。前記レーザ加工装置は、レーザ光の光路が配置され、前記カートリッジが配置される空間を規定する加工ヘッドを有する。前記加工ヘッドは、前記カートリッジを押圧する押圧部材と、前記押圧部材によって押圧される前記カートリッジの移動を制限することにより前記カートリッジに反力を付与するストッパ面とを有する。前記カートリッジは、前記レーザ光が通過する光学部品と、前記光学部品の第１面に接触する第１部材と、前記光学部品の第２面に接触する第２部材とを有する。前記装着方法は、前記第１部材と前記第２部材との間に前記光学部品が配置された前記カートリッジを準備する準備工程と、前記第１部材および前記第２部材に前記光学部品が固定されていない状態で、前記加工ヘッドに前記カートリッジを挿入する挿入工程と、前記押圧部材が前記第１部材を押圧するように、前記押圧部材を前記第１部材に向かって移動させる移動工程とを具備する。前記移動工程の実行により、前記第１部材が前記第１面を押圧する第１押圧力、および、前記第２部材が前記第２面を押圧する第２押圧力が増加する。
　本発明により、レーザ加工装置の加工ヘッドにカートリッジを固定する技術の改良、および／または、カートリッジの構成部品に光学部品を固定する技術の改良を提供することができる。
図１は、第１の実施形態におけるレーザ加工装置の一部分を模式的に示す概略断面図である。 図２は、図１の一部分を拡大して示す概略断面図である。 図３は、加工ヘッドに挿入されるカートリッジを模式的に示す概略断面図である。 図４は、加工ヘッドに挿入されるカートリッジを模式的に示す概略断面図である。 図５は、加工ヘッドに挿入されるカートリッジの第１変形例を模式的に示す概略断面図である。 図６は、図１におけるＡ－Ａ矢視断面図である。 図７は、押圧リングを模式的に示す概略平面図である。 図８は、ハウジングを模式的に示す概略平面図である。 図９は、加工ヘッドに挿入されるカートリッジの第２変形例を模式的に示す概略断面図である。 図１０は、第１の実施形態におけるレーザ加工装置の一部分を模式的に示す概略断面図である。 図１１は、第２の実施形態におけるレーザ加工装置の一部分を模式的に示す概略断面図である。 図１２は、第３の実施形態におけるレーザ加工装置の一部分を模式的に示す概略断面図である。 図１３は、加工ヘッドに挿入されるカートリッジの第３変形例を模式的に示す概略断面図である。 図１４は、実施形態におけるカートリッジの装着方法の一例を示すフローチャートである。 図１５は、挿入工程を実行中の様子の一例を模式的に示す図である。 図１６は、挿入工程を実行中の様子の他の一例を模式的に示す図である。 図１７は、挿入工程を実行中の様子の更に他の一例を模式的に示す図である。 図１８は、第４の実施形態におけるレーザ加工システムを模式的に示す概略斜視図である。
　以下、図面を参照して、いくつかの実施形態におけるレーザ加工装置１、レーザ加工システム１００、および、カートリッジ６の装着方法について説明する。なお、以下の実施形態の説明において、同一の機能を有する部位、部材については同一の符号を付し、同一の符号が付された部位、部材についての繰り返しとなる説明は省略する。
（第１の実施形態）
　図１乃至図１０を参照して、第１の実施形態におけるレーザ加工装置１Ａについて説明する。図１は、第１の実施形態におけるレーザ加工装置１Ａの一部分を模式的に示す概略断面図である。図２は、図１の一部分を拡大して示す概略断面図である。図３および図４は、加工ヘッド２に挿入されるカートリッジ６を模式的に示す概略断面図である。なお、図３は、第１部材７０（より具体的には、ハウジングＨ）が第２部材８０（より具体的には、押圧リングＰ）に向けて押圧される前の状態を示し、図４は、第１部材７０（より具体的には、ハウジングＨ）が第２部材８０（より具体的には、押圧リングＰ）に向けて押圧された後の状態を示す。図５は、加工ヘッドに挿入されるカートリッジ６の第１変形例を模式的に示す概略断面図である。図６は、図１におけるＡ－Ａ矢視断面図である。図７は、押圧リングＰを模式的に示す概略平面図である。図８は、ハウジングＨを模式的に示す概略平面図である。図９は、加工ヘッド２に挿入されるカートリッジ６の第２変形例を模式的に示す概略断面図である。図１０は、第１の実施形態におけるレーザ加工装置１Ａの一部分を模式的に示す概略断面図である。なお、第１の実施形態または他の実施形態において、加工ヘッドの断面図に関しては、図面の複雑化を避けるために、加工ヘッドの断面よりも奥側に存在する部位、部材の記載は省略されている。
　第１の実施形態におけるレーザ加工装置１Ａは、加工ヘッド２と、カートリッジ６とを具備する。
　加工ヘッド２には、レーザ光の光路Ｆが配置される。換言すれば、加工ヘッド２は、レーザ光が通る通路Ｎを有する。図１に記載の例では、レーザ光が通る通路Ｎは、加工ヘッド２の長手方向と平行である。なお、図１において、光路Ｆは、破線で囲まれた領域によって模式的に示されている。図１に記載の例では、加工ヘッド２から射出されるレーザ光によって、ワークＷが加工される。
　加工ヘッド２は、カートリッジ６が配置される空間ＳＰを規定する。換言すれば、加工ヘッド２は、カートリッジ６を受容する受容部２１を有する。
　加工ヘッド２は、押圧部材３０と、ストッパ面４０とを有する。
　押圧部材３０は、カートリッジ６を押圧する部材である。図１に記載の例では、押圧部材３０は、加工ヘッド２の長手方向に沿って移動可能である。押圧部材３０がカートリッジ６に向かって移動することにより、押圧部材３０がカートリッジ６を押圧する。図１に記載の例では、押圧部材３０は、カートリッジ６を押圧する押圧面３０ｐを有する。押圧面３０ｐは、例えば、リング状の平坦面を有する。
　ストッパ面４０は、押圧部材３０によって押圧されるカートリッジ６の移動を制限することによりカートリッジ６に反力を付与する。換言すれば、押圧部材３０がカートリッジ６を押圧する方向を第１方向ＤＲ１と定義するとき、ストッパ面４０は、カートリッジ６に対し、第１方向ＤＲ１とは反対の方向である第２方向ＤＲ２に反力を付与する。こうして、カートリッジ６は、押圧部材３０およびストッパ面４０によって挟持される。ストッパ面４０は、例えば、リング状の平坦面を有する。なお、図１に記載の例では、加工ヘッド２の長手方向は鉛直方向と平行である。また、図１に記載の例では、第１方向ＤＲ１は、鉛直上方向であり、第２方向ＤＲ２は、鉛直下方向である。
　図１に記載の例では、押圧部材３０は、加工ヘッド２の本体部２０（より具体的には、加工ヘッド２の枠体）に対して相対移動可能である。他方、図１に記載の例では、ストッパ面４０は、加工ヘッド２の本体部２０の壁面によって構成されている。代替的に、ストッパ面４０は、加工ヘッド２の本体部２０に対して相対移動可能であってもよい。換言すれば、押圧部材３０が本体部２０に対して第１方向ＤＲ１に相対移動し、ストッパ面４０が本体部２０に対して第２方向ＤＲ２に相対移動することにより、カートリッジ６が、押圧部材３０およびストッパ面４０によって挟持されるように構成されてもよい。
　カートリッジ６は、加工ヘッド２に挿入される。図１に記載の例では、加工ヘッド２の側壁５３に孔部５３ｈが形成されている。カートリッジ６は、当該孔部５３ｈを介して、加工ヘッド２の外部から加工ヘッド２の内部（より具体的には、受容部２１）に挿入される。レーザ加工装置１Ａは、孔部５３ｈを閉鎖可能な蓋５４を備えていてもよい。蓋５４は、加工ヘッド２から完全に分離可能であってもよい。代替的に、蓋５４は、加工ヘッド２にヒンジを介して連結されていてもよい。更に代替的に、カートリッジ６が蓋５４を含んでいてもよい。換言すれば、カートリッジ６が加工ヘッド２に挿入されることにより、カートリッジ６に設けられた蓋５４が孔部５３ｈを閉鎖するように構成されていてもよい。
　カートリッジ６は、光学部品６０と、第１部材７０と、第２部材８０とを備える。
　光学部品６０は、加工ヘッド２にカートリッジ６が挿入された状態において光路Ｆ上に配置される。光学部品６０は、例えば、レーザ光を透過可能な透明部材によって構成される。光学部品６０は、第１部材７０および第２部材８０とは別体である。
　光学部品６０は、第１面６１と、第２面６２とを備える。第２面６２は、第１面６１の反対側に配置される面である。例えば、第１面６１が、レーザ光が出射する出射面である場合、第２面６２は、レーザ光が入射する入射面である。図１に記載の例では、第１面６１は平坦面である。また、第２面６２は、平坦面である。
　光学部品６０は、側面６３を有していてもよい。図１に記載の例では、側面６３は、第１面６１と第２面６２とを連結する面である。側面６３は、例えば、円筒面である。
　第１部材７０は、光学部品６０の第１面６１に接触する。また、図１に記載の例では、第１部材７０は、押圧部材３０に接触している。
　第２部材８０は、光学部品６０の第２面６２に接触する。また、図１に記載の例では、第２部材８０は、ストッパ面４０に接触している。第２部材８０は、第１部材７０とは別体である。
　第１の実施形態におけるレーザ加工装置１Ａでは、加工ヘッド２が、カートリッジ６を押圧する押圧部材３０と、カートリッジ６に反力を付与するストッパ面４０とを有する。また、カートリッジ６は、押圧部材３０に接触する第１部材７０と、ストッパ面４０に接触する第２部材８０とを備える。この場合、第１部材７０が押圧部材３０によって押圧され、第２部材８０がストッパ面４０から反力を付与されることにより、カートリッジ６が、押圧部材３０およびストッパ面４０によって挟持される。その結果、カートリッジ６が、加工ヘッド２に安定的に固定される。
　また、第１の実施形態におけるレーザ加工装置１Ａでは、光学部品６０の第１面６１が第１部材７０と接触し、光学部品６０の第２面６２が第２部材８０と接触している。この場合、光学部品６０が、第１部材７０および第２部材８０によって挟持される。その結果、光学部品６０が、カートリッジ６の構成部品（より具体的には、第１部材７０および第２部材８０）に安定的に固定される。
（任意付加的な構成）
　続いて、図１乃至図１０を参照して、第１の実施形態におけるレーザ加工装置１Ａにおいて採用可能な任意付加的な構成について説明する。
（第１部材７０、および、第２部材８０）
　図２に記載の例では、第１部材７０は、押圧部材３０によって押圧されており、第１部材７０は、光学部品６０の第１面６１を押圧している。また、第２部材８０は、ストッパ面４０から反力を付与されており、第２部材８０は、光学部品６０の第２面６２を押圧している。
　図２に記載の例では、光学部品６０の第１面６１が第１部材７０によって押圧され、光学部品６０の第２面６２が第２部材８０から反力を付与されることにより、光学部品６０が、第１部材７０および第２部材８０によって安定的に挟持される。その結果、光学部品６０が、カートリッジ６の構成部品（より具体的には、第１部材７０および第２部材８０）に安定的に固定される。
　図２に例示されるように、第１部材７０は、押圧部材３０から受ける押圧力を第１面６１に伝達するように構成され、第２部材８０は、ストッパ面４０から受ける反力を第２面６２に伝達するように構成されていることが好ましい。
　図２に記載の例では、第１部材７０が押圧部材３０から受ける押圧力を利用して、カートリッジ６が加工ヘッド２に固定される。また、第１部材７０が押圧部材３０から受ける押圧力を利用して、光学部品６０が、カートリッジ６の構成部品（より具体的には、第１部材７０および第２部材８０）に固定される。この場合、カートリッジ６が押圧部材３０によって押圧されることにより、加工ヘッド２へのカートリッジ６の固定と、第１部材７０および第２部材８０への光学部品６０の固定との両方が実行される。よって、加工ヘッド２へのカートリッジ６の固定と、第１部材７０および第２部材８０への光学部品６０の固定とが別々に実行される場合と比較して、作業効率が向上する。
　また、第１部材７０が押圧部材３０から受ける押圧力を利用して、第１部材７０および第２部材８０への光学部品６０の固定が実行される場合、第１部材７０と第２部材８０とを予めねじ結合する必要がない。第１部材７０と第２部材８０とがねじ結合される場合、雄ねじ部と雌ねじ部との間の摺動により、粉塵の発生が避けられない。当該粉塵にレーザ光が照射されて粉塵が加熱される場合、加熱された粉塵と接触する光学部品６０が損傷するおそれがある。例えば、近年使用されているファイバーレーザ加工装置は、レーザ光の波長が相対的に短いため、粉塵が加熱され易い。これに対し、第１部材７０と第２部材８０とがねじ結合されない場合、粉塵の発生が抑制され、光学部品６０の損傷が抑制される。
　図２に記載の例では、第１部材７０は、光学部品６０の第１面６１の外縁部６１ｕに接触する第１接触面７１と、押圧部材３０に接触する第２接触面７２と、レーザ光が通過する第１孔部７４ｈとを有する。なお、第１部材７０が第１シール部材Ｓ１を備える場合には、第１接触面７１の少なくとも一部は、第１シール部材Ｓ１の表面によって構成されていてもよい。また、第１部材７０が第３シール部材Ｓ３を備える場合には、第２接触面７２の少なくとも一部は、第３シール部材Ｓ３の表面によって構成されていてもよい。
　図２に記載の例では、第２部材８０は、光学部品６０の第２面６２の外縁部６２ｕに接触する第３接触面８１と、ストッパ面４０に接触する第４接触面８２と、レーザ光が通過する第２孔部８４ｈとを有する。なお、第２部材８０が第２シール部材Ｓ２を備える場合には、第４接触面８２の少なくとも一部は、第２シール部材Ｓ２の表面によって構成されていてもよい。
　第１部材７０および第２部材８０のうちの少なくとも一方は、光学部品６０の側面６３に対向する壁部を備えていてもよい。図２に記載の例では、第１部材７０は、光学部品６０の側面６３に対向する壁部７５を有する。より具体的には、壁部７５の環状の内壁面７５ｎが、光学部品６０の側面６３（より具体的には、環状の外側面）と対向する。また、第２部材８０は、光学部品６０の側面６３に対向する突出部８５を有する。より具体的には、突出部８５の環状の内壁面８５ｎが、光学部品６０の側面６３（より具体的には、環状の外側面）と対向する。
（カートリッジ６）
　カートリッジ６の第１部材７０およびカートリッジ６の第２部材８０のうちの一方は、光学部品６０の少なくとも一部を収容するハウジングＨを含んでいてもよい。図３に記載の例では、第１部材７０がハウジングＨを含む。第１部材７０は、ハウジングＨと第１シール部材Ｓ１とを含んでいてもよい。
　図３に記載の例では、ハウジングＨは、底部Ｈ１と、壁部Ｈ２とを有する。底部Ｈ１は、壁部Ｈ２の内壁面７５ｎよりも内側に突出する内縁部Ｈｄを備える。当該内縁部Ｈｄは、光学部品６０を支持する支持部として機能する。また、当該内縁部Ｈｄによって、レーザ光が通過する第１孔部７４ｈが規定される。
　壁部Ｈ２は、光学部品６０の側面６３に対向する内壁面７５ｎと、上面Ｈａとを有する。ハウジングＨが後述の押圧リングＰに向けて押圧されると、ハウジングＨの上面Ｈａは、押圧リングＰに接触する。
　第１部材７０および第２部材８０のうちの他方は、光学部品６０に当接する押圧リングＰを含んでいてもよい。図４に記載の例では、押圧リングＰの下面が、光学部品６０およびハウジングＨの両方に当接している。図４に記載の例では、第２部材８０が押圧リングＰを含む。第２部材８０は、押圧リングＰと第２シール部材Ｓ２とを含んでいてもよい。
　図４に記載の例では、押圧リングＰは、外側部分Ｐ１と、内側部分Ｐ２とを有する。ハウジングＨが押圧リングＰに向けて押圧されると、押圧リングＰの外側部分Ｐ１は、ハウジングＨの上面Ｈａと接触する。図４に記載の例では、押圧リングＰの外側部分Ｐ１は、ハウジングＨの上面Ｈａによって支持されている。外側部分Ｐ１は、例えば、板状である。
　内側部分Ｐ２は、光学部品６０（より具体的には、光学部品６０の上面）と接触する。図３に記載の例では、押圧リングＰが光学部品６０上に載置されている。また、図３に記載の例では、押圧リングＰが光学部品６０上に載置されている状態において、外側部分Ｐ１とハウジングＨの上面Ｈａとは接触していない。換言すれば、外側部分Ｐ１とハウジングＨの上面Ｈａとの間には隙間Ｇが存在する。
　図３に記載の例では、内側部分Ｐ２は、外側部分Ｐ１の下面よりも下方に突出する突出部８５を有する。突出部８５は、例えば、環状の突出部である。図３に記載の例では、突出部８５は、ハウジングＨと光学部品６０とによって規定される凹部（より具体的には、環状の凹部）に挿入されている。この場合、突出部８５によって、押圧リングＰと、ハウジングＨと、光学部品６０との間の位置合わせが行われる。
　図３に記載の例では、突出部８５は、光学部品６０の側面６３に対向している。また、当該突出部８５は、光学部品６０の上面（６２）よりも下方に突出している。
　図３に記載の例では、内側部分Ｐ２は、光学部品６０の側面６３に対向する内壁面８５ｎに加えて、レーザ光が通過する第２孔部８４ｈを規定する第２内壁面Ｐｎを有する。また、図３に記載の例では、内側部分Ｐ２（より具体的には、突出部８５）は、外壁面Ｐｕを有する。当該外壁面Ｐｕは、ハウジングＨの内壁面７５１ｎに対向配置される。
　図３に記載の例では、内側部分Ｐ２は、光学部品６０と接触する環状の下面Ｐｂを有する。図３に記載の例では、光学部品６０と接触する環状の下面Ｐｂは、突出部８５よりも内側（換言すれば、光学部品６０の中心軸に近い側）に配置されている。
　図５に記載の例（第１変形例）では、ハウジングＨのうち光学部品６０の側面６３と対向する部分の最小内径Ｄ１は、押圧リングＰのうち光学部品６０の側面６３と対向する部分の最小内径Ｄ２よりも大きい。この場合、押圧リングＰを用いて、ハウジングＨに対する光学部品６０の位置決めを行うことができる。
　図３に記載の例では、光学部品６０がハウジングＨの底部Ｈ１に向かって押し込まれる時に、光学部品６０の側面６３とハウジングＨの内壁面７５ｎとの間の摺動により、粉塵が発生するおそれがある。そこで、図５に記載の例では、ハウジングＨのうち光学部品６０の側面６３と対向する部分の最小内径Ｄ１を大きくすることにより、光学部品６０の側面６３とハウジングＨの内壁面７５ｎとの間の摺動を防止または抑制している。最小内径Ｄ１を大きくすると、ハウジングＨに対する光学部品６０の位置決め精度が低下する。そこで、図５に記載の例では、押圧リングＰのうち光学部品６０の側面６３と対向する部分の最小内径Ｄ２を、上述の最小内径Ｄ１よりも小さくしている。こうして、押圧リングＰが光学部品６０（あるいは、ハウジングＨ）に載置される際に、押圧リングＰによって光学部品６０の位置決めが行われる。その結果、ハウジングＨに対する光学部品６０の位置決め精度が向上する。
　図６に記載の例では、押圧リングＰの少なくとも一部（Ｐ３）は、ハウジングＨによって片持ち支持されている。
　図６に記載の例では、温度センサ５２の先端部５２ｔが、押圧リングＰのうちのハウジングＨによって片持ち支持される部分Ｐ３の鉛直下方に配置されている。この場合、ハウジングＨによって片持ち支持される部分Ｐ３の鉛直下方の空間が有効に活用される。
　押圧リングＰのうちのハウジングＨによって片持ち支持される部分Ｐ３には、相対的に大きな曲げ応力が発生し得る。例えば、片持ち支持される部分Ｐ３が、上述の押圧部材３０（または、ストッパ面４０）によって押圧されると、当該部分Ｐ３に、相対的に大きな曲げ応力が発生する。このため、押圧リングＰの材質は、曲げ強度、あるいは、引っ張り強度が大きな材質であることが好ましい。押圧リングＰの材質は、ハウジングＨの材質と比較して、曲げ強度、あるいは、引っ張り強度が大きな材質であってもよい。
　ハウジングＨの体積は、押圧リングＰの体積より大きくてもよい。また、ハウジングＨの密度（換言すれば、単位体積当たりの質量）は、押圧リングＰの密度より小さくてもよい。ハウジングＨの体積が押圧リングＰの体積よりも大きく、ハウジングＨの密度が押圧リングＰの密度よりも小さい場合、カートリッジ６が全体として軽量化される。また、押圧リングＰの材質として、相対的に密度の大きな材質を選択できるため、押圧リングＰの曲げ強度、あるいは、引っ張り強度を十分に確保することができる。
　図３に記載の例では、カートリッジ６は、第１シール部材Ｓ１、第２シール部材Ｓ２、および、第３シール部材Ｓ３を備える。
　図３に記載の例では、第１シール部材Ｓ１は、光学部品６０（より具体的には、光学部品６０のレーザ光出射面（６１））とハウジングＨとの間に配置される。第１シール部材Ｓ１は、レーザ光によって加工されるワークＷ（換言すれば、加工対象物）から飛散する屑、その他の塵埃等が、光学部品６０とハウジングＨとの間の隙間を介して、カートリッジ６の内部（あるいは、カートリッジ６よりも上方の空間）に侵入することを防止する。第１シール部材Ｓ１は、例えば、シールリングである。第１シール部材Ｓ１は、ゴム等（例えば、フッ素ゴム、ニトリルゴム、シリコーンゴム等）の弾性材料によって構成される。図３に記載の例では、ハウジングＨの内縁部Ｈｄの上面に、第１シール部材Ｓ１を配置するための第１環状溝Ｖ１が形成されている。
　図３に記載の例では、第２シール部材Ｓ２は、押圧リングＰの上面Ｐａに配置される。図３に記載の例では、押圧リングＰの上面Ｐａに、第２シール部材Ｓ２を配置するための第２環状溝Ｖ２が形成されている。
　図２に記載の例では、第２シール部材Ｓ２は、押圧リングＰの上面とストッパ面４０との間に配置されている。第２シール部材Ｓ２は、塵埃等が、押圧リングＰとストッパ面４０との間の隙間を介して、カートリッジ６よりも上方の空間に侵入することを防止する。第２シール部材Ｓ２は、例えば、シールリングである。図２に記載の例では、第２シール部材Ｓ２の内径は、第１シール部材Ｓ１の内径よりも大きい。第２シール部材Ｓ２は、ゴム等（例えば、フッ素ゴム、ニトリルゴム、シリコーンゴム等）の弾性材料によって構成される。
　図３に記載の例では、第１部材７０は、第３シール部材Ｓ３を含む。第３シール部材Ｓ３は、ハウジングＨの下面Ｈｂに配置されている。図３に記載の例では、ハウジングＨの下面Ｈｂに、第３シール部材Ｓ３を配置するための第３環状溝Ｖ３が形成されている。
　図２に記載の例では、第３シール部材Ｓ３は、ハウジングＨの下面と押圧部材３０との間に配置されている。第３シール部材Ｓ３は、レーザ光によって加工されるワークＷから飛散する屑、その他の塵埃等が、ハウジングＨと押圧部材３０との間の隙間を介して、カートリッジ６と加工ヘッド２との間の空間に侵入することを防止する。第３シール部材Ｓ３は、例えば、シールリングである。図２に記載の例では、第３シール部材Ｓ３の内径は、第１シール部材Ｓ１の内径よりも大きい。第３シール部材Ｓ３は、ゴム等（例えば、フッ素ゴム、ニトリルゴム、シリコーンゴム等）の弾性材料によって構成される。
　カートリッジ６（より具体的には、第１部材７０）は、第４シール部材Ｓ４を備えていてもよい。図３に記載の例では、第４シール部材Ｓ４は、ハウジングＨの下面Ｈｂに配置されている。図３に記載の例では、ハウジングＨの下面Ｈｂに、第４シール部材Ｓ４を配置するための第４環状溝Ｖ４が形成されている。第４シール部材Ｓ４と加工ヘッド２の壁面との間の動摩擦係数は、第３シール部材Ｓ３と加工ヘッド２の壁面との間の動摩擦係数よりも小さいことが好ましい。第４シール部材Ｓ４は、例えば、テフロン（登録商標）、ポリアセタール等の弾性材料によって構成される。
　図３に記載の例では、カートリッジ６が加工ヘッド２に挿入される前の状態において、第４シール部材Ｓ４がハウジングＨの下面Ｈｂから突出する長さである第１突出長さＬ１は、第３シール部材Ｓ３がハウジングＨの下面Ｈｂから突出する長さである第２突出長さＬ２よりも大きい。この場合、カートリッジ６を加工ヘッド２に挿入する際に、動摩擦係数が相対的に大きな第３シール部材Ｓ３が、加工ヘッド２の壁面と接触することが防止または抑制される。こうして、第３シール部材Ｓ３を含むカートリッジ６を、加工ヘッド２に円滑に挿入することができる。
　図３に記載の例では、押圧リングＰと光学部品６０との間にはシール部材は配置されていない。換言すれば、押圧リングＰと光学部品６０とは、シール部材を介することなく、互いに接触している。代替的に、押圧リングＰと光学部品６０との間にシール部材が配置されていてもよい。
　図６に記載の例では、カートリッジ６は、温度センサ５２の先端部５２ｔを受容する凹部７６を有する。当該凹部７６は、第１部材７０および第２部材８０の少なくとも一方によって形成される。図６に記載の例では、第１部材７０および第２部材８０の両方によって凹部７６が形成されている。換言すれば、第１部材７０の一部と第２部材８０の一部とによって凹部７６が形成され、温度センサ５２の先端部５２ｔは、第１部材７０と第２部材８０との間に配置されている。代替的に、第１部材７０および第２部材８０のうちの一方のみによって凹部７６が形成されてもよい。
　カートリッジ６に温度センサ５２の先端部５２ｔを受容する凹部７６が形成されている場合、温度センサ５２の先端部５２ｔを光学部品６０の近くに配置することが可能となる。温度センサ５２は、例えば、非接触型の温度センサ（より具体的には、赤外線温度センサ）である。
　図６に記載の例では、温度センサ５２の先端部５２ｔは、光学部品６０（より具体的には、光学部品６０の側面６３）と対向している。温度センサ５２の先端部５２ｔと、光学部品６０とが対向している場合、光学部品６０の温度をより正確に検出することができる。なお、温度センサ５２の先端部５２ｔと光学部品６０（より具体的には、光学部品６０の側面６３）とは、直接対向していることが好ましい。換言すれば、温度センサ５２の先端部５２ｔと光学部品６０との間は、物体が配置されていない空間であることが好ましい。
　図６に記載の例では、カートリッジ６（より具体的には、ハウジングＨ）は、第３孔部７７を有する。また、図６に記載の例では、温度センサ５２の先端部５２ｔと光学部品６０とが、当該第３孔部７７を介して対向している。
　カートリッジ６を加工ヘッド２に挿入することと、温度センサ５２の先端部５２ｔをカートリッジ６の凹部７６に挿入することとは、同時に実行されるように構成されていることが好ましい。換言すれば、カートリッジ６を加工ヘッド２に挿入する動作によって、温度センサ５２の先端部５２ｔがカートリッジ６の凹部７６に挿入されることが好ましい。
　図６に例示されるように、カートリッジ６が加工ヘッド２に挿入される方向を第３方向ＤＲ３と定義する。このとき、図８に例示されるように、カートリッジ６の凹部７６は、第３方向ＤＲ３と略平行な方向に延在していてもよい。カートリッジ６の凹部７６が、第３方向ＤＲ３と略平行な方向に延在している場合、カートリッジ６が加工ヘッド２に挿入されるときに、カートリッジ６が温度センサ５２と干渉しない。
　図９に記載の例（第２変形例）では、カートリッジ６は、作業者によって把持される把手部９０を備える。図９に記載の例では、把手部９０とハウジングＨとは別体であり、把手部９０は、ハウジングＨに取り付けられている。把手部９０をハウジングＨに取り付ける方法としては、公知の任意の方法を採用することが可能である。代替的に、把手部９０とハウジングＨとは一体的に成形された１つの部品であってもよい。
　把手部９０の大きさは、例えば、加工ヘッド２の孔部５３ｈ（必要であれば図１を参照。）に挿入可能な大きさである。
　図１に記載の例では、光学部品６０は、加工ヘッド２に配置される第２光学部品５５（例えば、集光レンズ）を保護するプロテクターである。光学部品６０は、レーザ加工されるワークＷから飛散する屑、その他の塵埃等が、第２光学部品５５に達するのを防止する。図１に記載の例では、光学部品６０は、第２光学部品５５よりも、レーザ光の進行方向の下流側に配置されている。光学部品６０は、レーザ光を透過する。光学部品６０は、例えば、ガラス製である。なお、光学部品６０は、レーザ光を集束または拡散するレンズであってもよい。
（加工ヘッド２）
　図１０に記載の例では、加工ヘッド２は、本体部２０と、本体部２０に対して相対移動可能な押圧部材３０と、ストッパ面４０とを備える。加工ヘッド２は、押圧部材３０を第１方向ＤＲ１に付勢する付勢部材５６を備えていてもよい。
　図１０に記載の例では、押圧部材３０は、ピストン３０５、および、ピストン３０５の外周面に配置されるシールリング３０７（より具体的には、第１シールリング３０７ａおよび第２シールリング３０７ｂ）を含む。押圧部材３０は、加工ヘッド２の本体部２０に対して摺動可能である。
　図１０に記載の例では、付勢部材５６は、押圧部材３０を第１方向ＤＲ１に付勢するばねを含む。図１０に記載の例では、付勢部材５６は、押圧部材３０と加工ヘッド２の本体部２０との間に配置されている。
　図１０に記載の例では、加工ヘッド２は、レーザ射出口ＯＰが配置される先端部２ｂと、基端部２ａとを備える。図１０に記載の例では、基端部２ａには、加工ヘッド２にレーザ光を伝達する光ファイバー１７０ｆが接続されている。
（押圧部材駆動装置５７）
　レーザ加工装置１Ａは、押圧部材３０を駆動する押圧部材駆動装置５７を備えていてもよい。図１０に記載の例では、押圧部材駆動装置５７は、エアコンプレッサ等の第１ガス供給源５７１と、第１ガス供給路５７２とを備える。第１ガス供給路５７２の少なくとも一部は、加工ヘッド２の本体部２０に配置される。
　図１０に記載の例では、第１ガス供給路５７２の下流端部５７２ｅが、押圧部材３０と加工ヘッド２の本体部２０との間の空間ＳＰ２と連通している。また、空間ＳＰ２の下端は、第１シールリング３０７ａによってシールされ、空間ＳＰの上端は、第２シールリング３０７ｂによってシールされている。図１０に記載の例において、第１ガス供給源５７１から、第１ガス供給路５７２を介して、空間ＳＰ２にガスが供給されると、空間ＳＰ２に供給されるガスは、押圧部材３０を第２方向ＤＲ２に押圧する。その結果、押圧部材３０は、第２方向ＤＲ２に移動する。
（アシストガス供給装置５８）
　レーザ加工装置１Ａは、加工ヘッド２にアシストガスを供給するアシストガス供給装置５８を備えていてもよい。アシストガス供給装置５８は、アシストガス供給源５８１と、アシストガス供給路５８２とを備える。アシストガス供給路５８２の少なくとも一部は、加工ヘッド２の本体部２０に配置される。
　図１０に記載の例では、アシストガス供給路５８２の下流端部５８２ｅが、カートリッジ６と、加工ヘッド２のレーザ射出口ＯＰとの間の空間ＳＰ３と連通している。空間ＳＰ３に供給されるアシストガスは、レーザ射出口ＯＰから放出される。レーザ射出口ＯＰから放出されるアシストガスは、レーザ光の照射によって形成されるワークＷの溶融物を吹き飛ばす。こうして、アシストガスによって、ワークＷのレーザ加工がアシストされる。アシストガス供給装置５８によって供給されるガスは、例えば、空気、窒素ガス、あるいは、ワークＷの溶融を促進する酸素ガスである。
　図１０に記載の例では、アシストガス供給源５８１と、第１ガス供給源５７１とは、異なるガス供給源である。代替的に、アシストガス供給源５８１と第１ガス供給源５７１とが一つのガス供給源によって構成されていてもよい。
（清浄ガス供給装置５９）
　レーザ加工装置１Ａは、加工ヘッド２に清浄ガスを供給する清浄ガス供給装置５９を備えていてもよい。清浄ガス供給装置５９は、清浄ガス供給源５９１と、清浄ガス供給路５９２とを備える。清浄ガス供給路５９２の少なくとも一部は、加工ヘッド２の本体部２０に配置される。
　図１０に記載の例では、清浄ガス供給路５９２の下流端部５９２ｅが、カートリッジ６が配置される位置よりも基端側の空間ＳＰ４（より具体的には、カートリッジ６と第２光学部品５５との間の空間）と連通している。空間ＳＰ４に供給される清浄ガスは、カートリッジ６が配置される位置よりも基端側の空間ＳＰ４に塵埃が侵入することを防止または抑制する。
　図１０に記載の例では、清浄ガス供給源５９１と、第１ガス供給源５７１およびアシストガス供給源５８１とは、異なるガス供給源である。代替的に、清浄ガス供給源５９１と、第１ガス供給源５７１またはアシストガス供給源５８１とが一つのガス供給源によって構成されていてもよい。
（第２の実施形態）
　図１１を参照して、第２の実施形態におけるレーザ加工装置１Ｂについて説明する。図１１は、第２の実施形態におけるレーザ加工装置１Ｂの一部分を模式的に示す概略断面図である。
　第２の実施形態では、第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。他方、第２の実施形態では、第１の実施形態で説明済みの事項についての繰り返しとなる説明は省略する。したがって、第２の実施形態において、明示的に説明をしなかったとしても、第１の実施形態において説明済みの事項を第２の実施形態に適用できることは言うまでもない。例えば、第２の実施形態において、加工ヘッド２に挿入されるカートリッジ６として、図１乃至図１０に記載されたカートリッジ６を採用することができる。また、加工ヘッド２には、カートリッジ６の凹部７６（図６を参照。）に挿入可能な温度センサ５２が取り付けられていてもよい。
　第１の実施形態では、光学部品６０の第１面６１が、レーザ光が出射する出射面であり、光学部品６０の第２面６２が、レーザ光が入射する入射面である。また、第１の実施形態では、ハウジングＨが押圧部材３０によって押圧され、押圧リングＰがストッパ面４０から反力を受ける。これに対し、第２の実施形態では、光学部品６０の第１面６１が、レーザ光が入射する入射面であり、光学部品６０の第２面６２が、レーザ光が出射する出射面である。また、第２の実施形態では、押圧リングＰが押圧部材３０によって押圧され、ハウジングＨがストッパ面４０から反力を受ける。
　第２の実施形態におけるレーザ加工装置１Ｂは、レーザ光の光路Ｆが配置される加工ヘッド２と、加工ヘッド２に挿入されるカートリッジ６とを具備する。加工ヘッド２は、カートリッジ６を押圧する押圧部材３０と、押圧部材３０によって押圧されるカートリッジ６の移動を制限することによりカートリッジ６に反力を付与するストッパ面４０とを有する。カートリッジ６は、加工ヘッド２にカートリッジ６が挿入された状態において上述の光路Ｆ上に配置される光学部品６０と、光学部品６０の第１面６１および押圧部材３０に接触する第１部材７０と、光学部品６０の第２面６２およびストッパ面４０に接触する第２部材８０とを有する。
　第２の実施形態におけるレーザ加工装置１Ｂでは、加工ヘッド２が、カートリッジ６を押圧する押圧部材３０と、カートリッジ６に反力を付与するストッパ面４０とを有する。また、カートリッジ６は、押圧部材３０に接触する第１部材７０と、ストッパ面４０に接触する第２部材８０とを備える。よって、第２の実施形態におけるレーザ加工装置１Ｂは、第１の実施形態におけるレーザ加工装置１Ａと同様の効果を奏する。
　第２の実施形態におけるレーザ加工装置１Ｂと、第１の実施形態におけるレーザ加工装置１Ａとの間の相違点について更に説明する。
　図１１に記載の例では、押圧部材３０は、カートリッジ６に向かう方向である第１方向ＤＲ１に移動することにより、カートリッジ６を押圧する。ストッパ面４０は、押圧部材３０によって押圧されるカートリッジ６の移動を制限することによりカートリッジ６に反力を付与する。ストッパ面４０は、カートリッジ６に対し、第１方向ＤＲ１とは反対の方向である第２方向ＤＲ２に反力を付与する。なお、図１１に記載の例では、加工ヘッド２の長手方向が鉛直方向と平行である。また、図１１に記載の例では、第１方向ＤＲ１は、鉛直下方向であり、第２方向ＤＲ２は、鉛直上方向である。
　図１０に記載の例では、第１部材７０がハウジングＨを含み、第２部材８０が押圧リングＰを含む。これに対し、図１１に記載の例では、第１部材７０が押圧リングＰを含み、第２部材８０がハウジングＨを含む。第１部材７０は、第２シール部材Ｓ２を有していてもよい。図１１に記載の例では、第２シール部材Ｓ２は、押圧リングＰの上面に配置されている。より具体的には、第２シール部材Ｓ２は、押圧リングＰの上面と押圧部材３０との間に配置されている。
　第２部材８０は、第１シール部材Ｓ１を有していてもよい。図１１に記載の例では、第１シール部材Ｓ１は、ハウジングＨと光学部品６０との間に配置されている。より具体的には、第１シール部材Ｓ１は、ハウジングＨと光学部品６０のレーザ光出射面（図１１における第２面６２）との間に配置されている。
　また、第２部材８０は、第３シール部材Ｓ３、および／または、第４シール部材Ｓ４を有していてもよい。図１１に記載の例では、第３シール部材Ｓ３および第４シール部材Ｓ４は、ハウジングＨの下面に配置されている。より具体的には、第３シール部材Ｓ３は、ハウジングＨの下面とストッパ面４０との間に配置されている。また、第４シール部材Ｓ４は、ハウジングＨの下面とストッパ面４０との間に配置されている。
　図１０に記載の例では、押圧部材３０は、カートリッジ６よりも、加工ヘッド２の先端側に配置されている。そして、押圧部材３０は、カートリッジ６を、加工ヘッド２の基端部２ａに向かう方向に押圧する。これに対し、図１１に記載の例では、押圧部材３０は、カートリッジ６よりも、加工ヘッド２の基端側に配置されている。そして、押圧部材３０は、カートリッジ６を、加工ヘッド２の先端部２ｂに向かう方向に押圧する。
（第３の実施形態）
　図１２および図１３を参照して、第３の実施形態におけるレーザ加工装置１Ｃについて説明する。図１２は、第３の実施形態におけるレーザ加工装置１Ｃの一部分を模式的に示す概略断面図である。図１３は、加工ヘッド２に挿入されるカートリッジ６の第３変形例を模式的に示す概略断面図である。
　第３の実施形態では、第１の実施形態および第２の実施形態と異なる点を中心に説明する。他方、第３の実施形態では、第１の実施形態または第２の実施形態で説明済みの事項についての繰り返しとなる説明は省略する。したがって、第３の実施形態において、明示的に説明をしなかったとしても、第１の実施形態または第２の実施形態において説明済みの事項を第３の実施形態に適用できることは言うまでもない。例えば、図６に記載の例と同様に、カートリッジ６は、温度センサ５２の先端部５２ｔを受容する凹部７６を有していてもよい。また、例えば、図９に記載の例と同様に、カートリッジ６は、把手部９０を有していてもよい。また、第３の実施形態において、図１０に記載の例と同様に、押圧部材３０は、カートリッジ６を基端部２ａに向かう方向に押圧してもよいし、図１１に記載の例と同様に、押圧部材３０は、カートリッジ６を先端部２ｂに向かう方向に押圧してもよい。
　第３の実施形態では、カートリッジ６に含まれる光学部品６０は、レーザ光を集束または拡散するレンズである。より具体的には、光学部品６０は、レーザ光を集束させる集光レンズである。
　第３の実施形態におけるレーザ加工装置１Ｃは、レーザ光の光路Ｆが配置される加工ヘッド２と、加工ヘッド２に挿入されるカートリッジ６とを具備する。加工ヘッド２は、カートリッジ６を押圧する押圧部材３０と、押圧部材３０によって押圧されるカートリッジ６の移動を制限することによりカートリッジ６に反力を付与するストッパ面４０とを有する。カートリッジ６は、加工ヘッド２にカートリッジ６が挿入された状態において上述の光路Ｆ上に配置される光学部品６０と、光学部品６０の第１面６１および押圧部材３０に接触する第１部材７０と、光学部品６０の第２面６２およびストッパ面４０に接触する第２部材８０とを有する。
　第３の実施形態におけるレーザ加工装置１Ｃでは、加工ヘッド２が、カートリッジ６を押圧する押圧部材３０と、カートリッジ６に反力を付与するストッパ面４０とを有する。また、カートリッジ６は、押圧部材３０に接触する第１部材７０と、ストッパ面４０に接触する第２部材８０とを備える。よって、第３の実施形態におけるレーザ加工装置１Ｃは、第１の実施形態におけるレーザ加工装置１Ａまたは第２の実施形態におけるレーザ加工装置１Ｂと同様の効果を奏する。
　第３の実施形態におけるレーザ加工装置１Ｃと、第１の実施形態におけるレーザ加工装置１Ａまたは第２の実施形態におけるレーザ加工装置１Ｂとの間の相違点について更に説明する。
　図１２に記載の例では、カートリッジ６に含まれる光学部品６０は、レンズ（より具体的には、集光レンズ）である。また、図１２に記載の例では、カートリッジ６が加工ヘッド２に挿入された状態において、光学部品６０は、加工ヘッド２に配置された第２光学部品５５よりも、レーザ光の進行方向の上流側に配置されている。第２光学部品５５は、加工ヘッド２に配置されるカートリッジ６（より具体的には、光学部品６０）を、レーザ加工されるワークＷから飛散する屑、その他の塵埃等から保護するプロテクターである。
　光学部品６０の第１面６１および第２面６２のうちの少なくとも一方は、曲面（例えば、凸曲面または凹曲面）である。図１２に記載の例では、光学部品６０のレーザ光入射面は曲面（より具体的には、凸曲面）である。また、図１２に記載の例では、光学部品６０のレーザ光出射面は平坦面である。
　図１２に記載の例では、光学部品６０の第２面６２が、レーザ光が入射する入射面であり、光学部品６０の第１面６１が、レーザ光が出射する出射面である。代替的に、図１１に記載された例と同様に、光学部品６０の第１面６１が、レーザ光が入射する入射面であり、光学部品６０の第２面６２が、レーザ光が出射する出射面であってもよい。
　図１３に記載の例において、カートリッジ６の第２部材８０（より具体的には、押圧リングＰ）は、光学部品６０の第２面６２（より具体的には、レーザ光が入射する入射面）と接触する。図１３に記載の例では、押圧リングＰの内側部分Ｐ２は、環状の下面Ｐｂを有し、当該環状の下面Ｐｂが光学部品６０と接触している。環状の下面Ｐｂは、光学部品６０の曲面と相補的な形状の曲面を有していることが好ましい。図１３に記載の例では、光学部品６０と接触する環状の下面Ｐｂは、突出部８５よりも内側（換言すれば、光学部品６０の中心軸に近い側）に配置されている。
（カートリッジの装着方法）
　続いて、図１乃至図１７を参照して、実施形態におけるカートリッジの装着方法について説明する。図１４は、実施形態におけるカートリッジの装着方法の一例を示すフローチャートである。図１５乃至図１７は、挿入工程を実行中の様子を模式的に示す図である。
　実施形態におけるカートリッジの装着方法は、レーザ加工装置１にカートリッジ６を装着する方法である。実施形態におけるカートリッジの装着方法において使用されるレーザ加工装置１は、第１の実施形態におけるレーザ加工装置１Ａであってもよいし、第２の実施形態におけるレーザ加工装置１Ｂであってもよいし、第３の実施形態におけるレーザ加工装置１Ｃであってもよいし、その他のレーザ加工装置であってもよい。
　図１、図２、図６、図１０乃至図１２等に例示されるように、実施形態におけるカートリッジの装着方法において使用されるレーザ加工装置１は、加工ヘッド２と、押圧部材３０と、ストッパ面４０とを備える。加工ヘッド２には、レーザ光の光路Ｆが配置され、加工ヘッド２は、カートリッジ６が配置される空間を規定する。押圧部材３０は、カートリッジ６を押圧する。また、ストッパ面４０は、押圧部材３０によって押圧されるカートリッジ６の移動を制限することによりカートリッジ６に反力を付与する。
　図３乃至図９、図１３等に例示されるように、実施形態におけるカートリッジの装着方法において使用されるカートリッジ６は、レーザ光が通過する光学部品６０と、光学部品６０の第１面６１に接触する第１部材７０と、光学部品６０の第２面６２に接触する第２部材８０とを備える。なお、第２面６２は、第１面６１の反対側に配置される面である。
　第１ステップＳＴ１において、第１部材７０と第２部材８０との間に光学部品６０が配置されたカートリッジ６が準備される。第１ステップＳＴ１は準備工程である。第１部材７０および第２部材８０のうちの一方は、ハウジングＨを含んでいてもよい。また、第１部材７０および第２部材８０のうちの他方は、押圧リングＰを含んでいてもよい。図３、図９、図１３等には、第１ステップＳＴ１（準備工程）で準備されたカートリッジ６が例示されている。
　第１ステップＳＴ１（準備工程）では、例えば、第１に、ハウジングＨに光学部品６０が載置される。ハウジングＨに光学部品６０が載置されることにより、ハウジングＨに光学部品６０が収容されるようにしてもよい。
　第１ステップＳＴ１（準備工程）では、例えば、第２に、ハウジングＨに載置された光学部品６０の上に押圧リングＰが載置される。図３、図９、図１３等に記載の例では、光学部品６０の上に押圧リングＰが載置されることにより、押圧リングＰが、光学部品６０の上面（より具体的には、レーザ光入射面）に接触する。
　図３、図９、図１３等に記載の例では、第１部材７０および第２部材８０のうちの一方に光学部品６０を載置し、光学部品６０の上に第１部材７０および第２部材８０のうちの他方を載置するだけで、第１部材７０と第２部材８０との間に光学部品６０が配置されたカートリッジ６を準備することができる。より具体的には、ハウジングＨに収容された光学部品６０上に押圧リングＰを載置するだけで、後述の挿入工程において加工ヘッド２に挿入されることとなるカートリッジ６を準備することができる。
　上述の準備工程は、第２部材８０を第１部材７０に対して相対回転させることなく実行可能であることが好ましい。第２部材８０を第１部材７０に対して相対回転させる必要がない場合には、カートリッジ６を効率的に準備することができる。また、第２部材８０を第１部材７０に対して相対回転させない場合、相対回転に伴う摺動に起因して粉塵が発生することがない。
　図３、図９、図１３等に記載の例では、押圧リングＰは、ねじ部を有さない部品（換言すれば、ねじレス部品）である。よって、第１部材７０と第２部材８０との間に光学部品６０を配置する作業の実行中に、雄ねじ部と雌ねじ部との間の摺動に起因して粉塵が発生することがない。
　また、図３、図９、図１３等に記載の例では、準備工程によって準備されるカートリッジ６（換言すれば、後述の挿入工程で加工ヘッド２に挿入されることとなるカートリッジ６）は、第１部材７０および第２部材８０に光学部品６０が固定されていない状態のアセンブリである。光学部品６０を固定する作業が不要であることにより、カートリッジ６を効率的に準備することができる。なお、本実施形態において、「固定」とは、ねじ結合、接着、圧接等によって第１部材７０および第２部材８０に対する光学部品６０の相対移動が生じないように完全に固定された状態を意味する。よって、単なる仮止めは、本明細書における「固定」には該当しない。
　第２ステップＳＴ２において、加工ヘッド２にカートリッジ６が挿入される。第２ステップＳＴ２は挿入工程である。図１５、図１６、図１７には、第２ステップＳＴ２（挿入工程）を実行中の様子が示されている。
　第２ステップＳＴ２（挿入工程）では、第１部材７０および第２部材８０に光学部品６０が固定されていない状態で、加工ヘッド２にカートリッジ６が挿入される。
　第２ステップＳＴ２（挿入工程）では、加工ヘッド２の孔部５３ｈを介して、加工ヘッド２にカートリッジ６が挿入される。図１５乃至図１７に記載の例では、孔部５３ｈは、加工ヘッド２の側壁５３に設けられている。この場合、カートリッジ６を、加工ヘッド２の長手方向に垂直な方向に移動させることにより、孔部５３ｈを介して、加工ヘッド２にカートリッジ６を挿入することができる。
　なお、第２ステップＳＴ２（挿入工程）の実行前に、加工ヘッド２の孔部５３ｈは開放される（より具体的には、蓋５４が孔部５３ｈを開放する位置に移動される。）。
　第２ステップＳＴ２（挿入工程）の実行前に、押圧部材３０は、カートリッジ６と干渉しない退避位置に移動されていることが好ましい。押圧部材３０が退避位置に移動されていることにより、加工ヘッド２へのカートリッジ６の挿入を円滑に行うことができる。退避位置への押圧部材３０の移動は、例えば、押圧部材駆動装置によって実行される。例えば、押圧部材駆動装置の一部を構成する第１ガス供給路５７２にガスが供給されることにより、押圧部材３０が退避位置に移動する（換言すれば、第２方向ＤＲ２に移動する。）。
　図１５、図１７に記載の例では、第２ステップＳＴ２（挿入工程）は、孔部５３ｈを規定する壁の下面５３ｂと押圧部材３０の押圧面３０ｐとが面一である状態で実行される。換言すれば、挿入工程は、孔部５３ｈを規定する壁の下面５３ｂと押圧部材３０の押圧面３０ｐとの間に段差がない状態で実行される。この場合、孔部５３ｈを介して、加工ヘッド２の受容部２１に円滑にカートリッジ６を挿入することができる。
　図１６に記載の例では、第２ステップＳＴ２（挿入工程）は、孔部５３ｈを規定する壁の上面５３ａと押圧部材３０の押圧面３０ｐとが面一である状態で実行される。換言すれば、挿入工程は、孔部５３ｈを規定する壁の上面５３ａと押圧部材３０の押圧面３０ｐとの間に段差がない状態で実行される。この場合、孔部５３ｈを介して、加工ヘッド２の受容部２１に円滑にカートリッジ６を挿入することができる。
　第２ステップＳＴ２（挿入工程）の実行中に、清浄ガス供給装置によって、加工ヘッド２に清浄ガスが供給されることが好ましい。加工ヘッド２に清浄ガスが供給されることにより、挿入工程の実行中に、塵埃が、カートリッジ６が配置される位置よりも基端側に侵入することが防止または抑制される。清浄ガスの供給は、清浄ガス供給装置によって実行される。図１５および図１６に記載の例では、清浄ガス供給装置の一部を構成する清浄ガス供給路５９２から、カートリッジ６を受容する受容部２１と第２光学部品５５との間の空間に清浄ガスが供給される。また、図１７に記載の例では、清浄ガス供給装置の一部を構成する清浄ガス供給路５９２から、カートリッジ６を受容する受容部２１と加工ヘッド２の基端部２ａとの間の空間に清浄ガスが供給される。
　第２ステップＳＴ２（挿入工程）の実行後、加工ヘッド２の孔部５３ｈは、蓋５４によって閉鎖される。
　第３ステップＳＴ３において、押圧部材３０が第１部材７０に向かって移動される。第３ステップＳＴ３は移動工程である。図１、図２、図６、図１０乃至図１２には、第３ステップＳＴ３（移動工程）が実行された後の状態が示されている。
　第３ステップＳＴ３（移動工程）では、押圧部材３０が第１部材７０に向かって移動し、その結果、押圧部材３０は第１部材７０を第１方向ＤＲ１に押圧する。
　第３ステップＳＴ３（移動工程）は、付勢部材５６の付勢力を利用して実行されてもよい。例えば、第１ガス供給源５７１から第１ガス供給路５７２へのガスの供給が停止されると、付勢部材５６の付勢力によって、押圧部材３０は、退避位置から第１部材７０を押圧する進出位置に移動する。こうして、第１部材７０が押圧部材３０によって押圧される。
　図１０、図１１、図１２等に記載の例では、第３ステップＳＴ３（移動工程）の実行により、加工ヘッド２の押圧部材３０が第１部材７０と接触し、加工ヘッド２のストッパ面４０が第２部材８０と接触する。
　図１０、図１１、図１２等に記載の例では、第３ステップＳＴ３（移動工程）の実行により、第１部材７０が光学部品６０の第１面６１を押圧する第１押圧力が増加し、第２部材８０が光学部品６０の第２面６２を押圧する第２押圧力が増加する。こうして、光学部品６０が、第１部材７０および第２部材８０に固定される。
　図１０、図１１、図１２等に記載の例では、第１部材７０が押圧部材３０によって押圧され、かつ、第１部材７０が光学部品６０の第１面６１を押圧するように構成されている。また、第２部材８０がストッパ面４０から反力を付与され、かつ、第２部材８０が光学部品６０の第２面６２を押圧するように構成されている。よって、図１０、図１１、図１２等に記載の例では、押圧部材３０が第１部材７０を押圧する押圧力（以下、便宜的に、「第３押圧力」という。）を利用して、光学部品６０が、第１部材７０および第２部材８０に固定される。
　図１０、図１１、図１２等に記載の例では、カートリッジ６が押圧部材３０によって押圧されることにより、加工ヘッド２へのカートリッジ６の固定と、第１部材７０および第２部材８０への光学部品６０の固定との両方が実行される。よって、２つの固定作業を効率的に実行することができる。
　図１０、図１１、図１２等に記載の例では、第３ステップＳＴ３（移動工程）において、押圧部材３０がカートリッジ６の第１部材７０を押圧する第３押圧力を利用して、ハウジングＨと光学部品６０との間に配置された第１シール部材Ｓ１が圧縮される。こうして、ハウジングＨと光学部品６０との間のシール性が向上する。
　図１０、図１１、図１２等に記載の例では、第３ステップＳＴ３（移動工程）において、押圧部材３０がカートリッジ６の第１部材７０を押圧する第３押圧力を利用して、押圧リングＰと、ストッパ面４０または押圧部材３０との間に配置された第２シール部材Ｓ２が圧縮される。こうして、押圧リングＰと、ストッパ面４０または押圧部材３０との間のシール性が向上する。
　図１０、図１１、図１２等に記載の例では、第３ステップＳＴ３（移動工程）において、押圧部材３０がカートリッジ６の第１部材７０を押圧する第３押圧力を利用して、ハウジングＨと、押圧部材３０またはストッパ面４０との間に配置された第３シール部材Ｓ３（または、第３シール部材Ｓ３および第４シール部材Ｓ４）が圧縮される。こうして、ハウジングＨと、押圧部材３０またはストッパ面４０との間のシール性が向上する。
　図１５乃至図１７に記載の例では、第３ステップＳＴ３（移動工程）の実行前に、第１部材７０と第２部材８０との間に隙間Ｇが存在する。この場合、第３ステップＳＴ３（移動工程）の実行により当該隙間Ｇがゼロとなることが好ましい。より具体的には、第３ステップＳＴ３（移動工程）の実行により、第１部材７０と第２部材８０とが互いに面接触するように構成されていることが好ましい。
　第４ステップＳＴ４において、加工ヘッド２のレーザ射出口ＯＰからレーザ光が照射される。第４ステップＳＴ４は照射工程である。
　第４ステップＳＴ４（照射工程）では、レーザ光源から加工ヘッド２に供給されるレーザ光が、光学部品６０を通過し、光学部品６０を通過したレーザ光が、レーザ射出口ＯＰからワークＷに照射される。こうして、ワークＷが、レーザ光によって加工される。例えば、レーザ射出口ＯＰから射出されるレーザ光によって、ワークＷが、切断、穿孔、あるいは、溶接される。
　第４ステップＳＴ４（照射工程）の実行中に、アシストガス供給装置５８によって、加工ヘッド２にアシストガスが供給されることが好ましい。加工ヘッド２に供給されるアシストガスは、加工ヘッド２からワークＷに吹き付けられる。こうして、ワークＷの溶融物がワークＷから吹き飛ばされる。
（第４の実施形態）
　図１乃至図１８を参照して、第４の実施形態におけるレーザ加工システム１００について説明する。図１８は、第４の実施形態におけるレーザ加工システム１００を模式的に示す概略斜視図である。
　図１８に例示されるように、レーザ加工システム１００は、ワーク支持装置１１０と、レーザ加工装置１と、駆動装置１２０と、制御装置１３０とを具備する。
　ワーク支持装置１１０は、レーザ光によって加工されるワークＷを支持する。ワーク支持装置１１０は、例えば、ワークＷを固定可能なテーブルを含む。
　レーザ加工装置１は、ワークＷに向けてレーザ光を照射する加工ヘッド２を有する。当該レーザ加工装置１は、第１の実施形態におけるレーザ加工装置１Ａであってもよいし、第２の実施形態におけるレーザ加工装置１Ｂであってもよいし、第３の実施形態におけるレーザ加工装置１Ｃであってもよいし、その他のレーザ加工装置であってもよい。
　駆動装置１２０は、ワーク支持装置１１０（換言すれば、ワーク支持装置１１０に支持されたワークＷ）に対して加工ヘッド２を相対移動させる装置である。図１８に記載の例では、駆動装置１２０は、加工ヘッド２を、３次元的に移動させることが可能な装置である。駆動装置１２０は、加工ヘッド２をＸ軸に沿う方向に移動させることが可能であり、加工ヘッド２をＹ軸に沿う方向に移動させることが可能であり、加工ヘッド２をＺ軸に沿う方向に移動させることが可能であってもよい。図１８に記載の例では、Ｚ軸は、鉛直方向に平行な方向であり、Ｘ軸は、水平方向に平行な方向であり、Ｙ軸は、Ｘ軸およびＺ軸に垂直な方向である。
　図１８に記載の例では、駆動装置１２０は、第１フレーム１２１と、第１フレーム１２１をワーク支持装置１１０に対してＸ軸に沿う方向に移動させる第１モータと、加工ヘッド２を第１フレーム１２１に対してＹ軸に沿う方向に移動させる第２モータと、加工ヘッド２を第１フレーム１２１に対してＺ軸に沿う方向に移動させる第３モータとを備える。
　図１８に記載の例では、駆動装置１２０は、ワーク支持装置１１０に対して加工ヘッド２を移動させる装置である。代替的に、駆動装置１２０は、加工ヘッド２に対してワーク支持装置１１０を移動させる装置であってもよい。更に代替的に、駆動装置１２０は、加工ヘッド２およびワーク支持装置１１０の両方を移動させる装置であってもよい。
　制御装置１３０は、有線または無線によって駆動装置１２０と信号伝達可能に接続されている。制御装置１３０は、駆動装置１２０に制御信号を送信することにより駆動装置１２０の動作を制御する。
　代替的に、あるいは、付加的に、制御装置１３０は、第１の実施形態、第２の実施形態、または、第３の実施形態において説明された押圧部材３０の動作を制御してもよい。例えば、制御装置１３０は、有線または無線によって押圧部材駆動装置５７（図１０、図１１等を参照。）と信号伝達可能に接続され、押圧部材駆動装置５７に制御信号を送信することにより押圧部材３０の動作を制御する。
　代替的に、あるいは、付加的に、制御装置１３０は、有線または無線によってレーザ光源１６０と信号伝達可能に接続されていてもよい。この場合、制御装置１３０は、レーザ光源１６０に制御信号を送信することによりレーザ光源１６０の動作を制御する。
　レーザ加工装置１は、レーザ光源１６０と、光伝達部材１７０と、加工ヘッド２と、カートリッジ６とを備える。また、カートリッジ６は、光学部品６０と、第１部材７０と、第２部材８０とを備える。加工ヘッド２、および、カートリッジ６については、第１の実施形態、第２の実施形態、または、第３の実施形態において詳細に説明されているため、加工ヘッド２、および、カートリッジ６についての繰り返しとなる説明は省略する。
　レーザ光源１６０は、レーザ発振器を含む。レーザ発振器としては、任意の方式のレーザ発振器を採用することが可能である。また、実施形態におけるレーザは、ガスレーザであってもよいし、ファイバーレーザであってもよいし、半導体レーザであってもよいし、固体レーザであってもよいし、その他のタイプのレーザであってもよい。
　光伝達部材１７０は、レーザ光源１６０から加工ヘッド２にレーザ光を伝達する。図１８に記載の例では、光伝達部材１７０は、光ファイバー１７０ｆを含む。代替的に、あるいは、付加的に、光伝達部材１７０は、ミラー、あるいは、その他の光学部品を含んでいてもよい。
　第４の実施形態におけるレーザ加工システム１００において、第１部材７０が押圧部材３０から受ける押圧力を利用して、カートリッジ６が加工ヘッド２に固定されてもよい。また、第１部材７０が押圧部材３０から受ける押圧力を利用して、光学部品６０が、カートリッジ６の構成部品（より具体的には、第１部材７０および第２部材８０）に固定されてもよい。
　上述の２つの固定は、制御装置１３０および押圧部材３０を用いて実行されてもよい。例えば、制御装置１３０は、押圧部材３０がカートリッジ６を押圧するように押圧部材３０の動作を制御して、加工ヘッド２へのカートリッジ６の固定と、カートリッジ６の第１部材７０および第２部材８０への光学部品６０の固定との両方を実行する。図１０、図１１、図１２等には、加工ヘッド２へのカートリッジ６の固定と、第１部材７０および第２部材８０への光学部品６０の固定との両方が実行された後の様子が示されている。制御装置１３０による押圧部材３０の動作の制御は、例えば、制御装置１３０が、押圧部材駆動装置５７（図１０、図１１等を参照。）に制御信号を送信することにより行われる。押圧部材駆動装置５７は、制御装置１３０から制御信号を受信すると、押圧部材３０がカートリッジ６を押圧するように押圧部材３０を駆動する。カートリッジ６が押圧部材３０によって押圧されることにより、加工ヘッド２へのカートリッジ６の固定と、第１部材７０および第２部材８０への光学部品６０の固定との両方が実行される。
　本発明は上記各実施形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、各実施形態または各変形例は適宜変形又は変更され得ることは明らかである。また、各実施形態または各変形例で用いられる種々の技術は、技術的矛盾が生じない限り、他の実施形態または他の変形例にも適用可能である。さらに、各実施形態または各変形例における任意付加的な構成は、適宜省略可能である。
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ…レーザ加工装置、２…加工ヘッド、２ａ…基端部、２ｂ…先端部、６…カートリッジ、２０…本体部、２１…受容部、３０…押圧部材、３０ｐ…押圧面、４０…ストッパ面、５２…温度センサ、５２ｔ…先端部、５３…側壁、５３ａ…上面、５３ｂ…下面、５３ｈ…孔部、５４…蓋、５５…第２光学部品、５６…付勢部材、５７…押圧部材駆動装置、５８…アシストガス供給装置、５９…清浄ガス供給装置、６０…光学部品、６１…第１面、６１ｕ…外縁部、６２…第２面、６２ｕ…外縁部、６３…側面、７０…第１部材、７１…第１接触面、７２…第２接触面、７４ｈ…第１孔部、７５…壁部、７５ｎ…内壁面、７６…凹部、７７…第３孔部、８０…第２部材、８１…第３接触面、８２…第４接触面、８４ｈ…第２孔部、８５…突出部、８５ｎ…内壁面、９０…把手部、１００…レーザ加工システム、１１０…ワーク支持装置、１２０…駆動装置、１２１…第１フレーム、１３０…制御装置、１６０…レーザ光源、１７０…光伝達部材、１７０ｆ…光ファイバー、３０５…ピストン、３０７…シールリング、３０７ａ…第１シールリング、３０７ｂ…第２シールリング、５７１…第１ガス供給源、５７２…第１ガス供給路、５７２ｅ…下流端部、５８１…アシストガス供給源、５８２…アシストガス供給路、５８２ｅ…下流端部、５９１…清浄ガス供給源、５９２…清浄ガス供給路、５９２ｅ…下流端部、７５１ｎ…内壁面、Ｆ…光路、Ｇ…隙間、Ｈ…ハウジング、Ｈ１…底部、Ｈ２…壁部、Ｈａ…上面、Ｈｂ…下面、Ｈｄ…内縁部、Ｎ…通路、ＯＰ…レーザ射出口、Ｐ…押圧リング、Ｐ１…外側部分、Ｐ２…内側部分、Ｐ３…片持ち支持される部分、Ｐａ…上面、Ｐｂ…下面、Ｐｎ…第２内壁面、Ｐｕ…外壁面、Ｓ１…第１シール部材、Ｓ２…第２シール部材、Ｓ３…第３シール部材、Ｓ４…第４シール部材、Ｖ１…第１環状溝、Ｖ２…第２環状溝、Ｖ３…第３環状溝、Ｖ４…第４環状溝、Ｗ…ワーク

Claims (15)

  1. 　レーザ光の光路が配置される加工ヘッドと、
    　前記加工ヘッドに挿入されるカートリッジと
    　を具備し、
    　前記加工ヘッドは、
    　　前記カートリッジを押圧する押圧部材と、
    　　前記押圧部材によって押圧される前記カートリッジの移動を制限することにより前記カートリッジに反力を付与するストッパ面と
    　を有し、
    　前記カートリッジは、
    　　前記加工ヘッドに前記カートリッジが挿入された状態において前記光路上に配置される光学部品と、
    　　前記光学部品の第１面および前記押圧部材に接触する第１部材と、
    　　前記光学部品の第２面および前記ストッパ面に接触する第２部材と
    　を有する
    　レーザ加工装置。
  2. 　前記第１部材は、前記押圧部材によって押圧され、かつ、前記光学部品の前記第１面を押圧し、
    　前記第２部材は、前記ストッパ面から反力を付与され、かつ、前記光学部品の前記第２面を押圧する
    　請求項１に記載のレーザ加工装置。
  3. 　前記第１部材は、前記押圧部材から受ける押圧力を前記第１面に伝達し、
    　前記第２部材は、前記ストッパ面から付与される反力を前記第２面に伝達する
    　請求項１または２に記載のレーザ加工装置。
  4. 　前記カートリッジが前記押圧部材によって押圧されることにより、前記加工ヘッドへの前記カートリッジの固定と、前記第１部材および前記第２部材への前記光学部品の固定とが実行される
    　請求項１乃至３のいずれか一項に記載のレーザ加工装置。
  5. 　前記第１部材および前記第２部材のうちの一方は、前記光学部品の少なくとも一部を収容するハウジングを含み、
    　前記第１部材および前記第２部材のうちの他方は、前記光学部品に当接する押圧リングを含む
    　請求項１乃至４のいずれか一項に記載のレーザ加工装置。
  6. 　前記押圧リングの少なくとも一部は、前記ハウジングによって片持ち支持されている
    　請求項５に記載のレーザ加工装置。
  7. 　前記ハウジングの体積は、前記押圧リングの体積よりも大きく、
    　前記ハウジングの密度は、前記押圧リングの密度よりも小さい
    　請求項５または６に記載のレーザ加工装置。
  8. 　前記ハウジングのうち前記光学部品の側面と対向する部分の最小内径は、前記押圧リングのうち前記光学部品の前記側面と対向する部分の最小内径よりも大きい
    　請求項５乃至７のいずれか一項に記載のレーザ加工装置。
  9. 　前記カートリッジは、
    　　前記光学部品と前記ハウジングとの間に配置される第１シール部材と、
    　　前記押圧リングの上面に配置される第２シール部材と、
    　　前記ハウジングの下面に配置される第３シール部材と
    　を有する
    　請求項５乃至８のいずれか一項に記載のレーザ加工装置。
  10. 　前記第１部材および前記第２部材のうちの少なくとも一方によって温度センサの先端部を受容する凹部が形成され、
    　前記温度センサの前記先端部は、前記光学部品と対向する
    　請求項１乃至９のいずれか一項に記載のレーザ加工装置。
  11. 　レーザ光によって加工されるワークを支持するワーク支持装置と、
    　前記ワークに向けて前記レーザ光を照射する加工ヘッドを有するレーザ加工装置と、
    　前記ワーク支持装置に対して前記加工ヘッドを相対移動させる駆動装置と、
    　前記駆動装置の動作を制御する制御装置と
    　を具備し、
    　前記レーザ加工装置は、
    　　レーザ光源と、
    　　前記レーザ光源から前記加工ヘッドに前記レーザ光を伝達する光伝達部材と、
    　　前記レーザ光の光路が配置される前記加工ヘッドと、
    　　前記加工ヘッドに挿入されるカートリッジと
    　を備え、
    　前記加工ヘッドは、
    　　前記カートリッジを押圧する押圧部材と、
    　　前記押圧部材によって押圧される前記カートリッジの移動を制限することにより前記カートリッジに反力を付与するストッパ面と
    　を有し、
    　前記カートリッジは、
    　　前記加工ヘッドに前記カートリッジが挿入された状態において前記光路上に配置される光学部品と、
    　　前記光学部品の第１面および前記押圧部材に接触する第１部材と、
    　　前記光学部品の第２面および前記ストッパ面に接触する第２部材と
    　を有する
    　レーザ加工システム。
  12. 　前記制御装置は、前記押圧部材が前記カートリッジを押圧するように前記押圧部材の動作を制御して、前記加工ヘッドへの前記カートリッジの固定と、前記第１部材および前記第２部材への前記光学部品の固定とを実行する
    　請求項１１に記載のレーザ加工システム。
  13. 　レーザ加工装置にカートリッジを装着するカートリッジの装着方法であって、
    　前記レーザ加工装置は、レーザ光の光路が配置され、前記カートリッジが配置される空間を規定する加工ヘッドを有し、
    　前記加工ヘッドは、
    　　前記カートリッジを押圧する押圧部材と、
    　　前記押圧部材によって押圧される前記カートリッジの移動を制限することにより前記カートリッジに反力を付与するストッパ面と
    　を有し、
    　前記カートリッジは、
    　　前記レーザ光が通過する光学部品と、
    　　前記光学部品の第１面に接触する第１部材と、
    　　前記光学部品の第２面に接触する第２部材と
    　を有し、
    　前記装着方法は、
    　　前記第１部材と前記第２部材との間に前記光学部品が配置された前記カートリッジを準備する準備工程と、
    　　前記第１部材および前記第２部材に前記光学部品が固定されていない状態で、前記加工ヘッドに前記カートリッジを挿入する挿入工程と、
    　　前記押圧部材が前記第１部材を押圧するように、前記押圧部材を前記第１部材に向かって移動させる移動工程と
    　を具備し、
    　前記移動工程の実行により、前記第１部材が前記第１面を押圧する第１押圧力、および、前記第２部材が前記第２面を押圧する第２押圧力が増加する
    　カートリッジの装着方法。
  14. 　前記第１部材および前記第２部材のうちの一方は、前記光学部品の少なくとも一部を収容するハウジングを含み、
    　前記第１部材および前記第２部材のうちの他方は、前記光学部品に当接する押圧リングを含み、
    　前記移動工程は、
    　　前記押圧部材が前記第１部材を押圧する第３押圧力を利用して、前記ハウジングと前記光学部品との間に配置された第１シール部材を圧縮することと、
    　　前記押圧部材が前記第１部材を押圧する前記第３押圧力を利用して、前記押圧リングと、前記ストッパ面または前記押圧部材との間に配置された第２シール部材を圧縮することと、
    　　前記押圧部材が前記第１部材を押圧する前記第３押圧力を利用して、前記ハウジングと、前記押圧部材または前記ストッパ面との間に配置された第３シール部材を圧縮することと
    　を含む
    　請求項１３に記載のカートリッジの装着方法。
  15. 　前記移動工程の実行前に、前記第１部材と前記第２部材との間に隙間が存在し、
    　前記移動工程の実行により、前記隙間がゼロとなる
    　請求項１３または１４に記載のカートリッジの装着方法。
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