專利名稱：激光加工機(jī)中的焦點調(diào)整裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在激光加工機(jī)中能夠進(jìn)行非熟練化操作的，對于不同的各材質(zhì)及板厚的加工能力，能夠最大限度地提高產(chǎn)質(zhì)量量及生產(chǎn)率，達(dá)到長時間無人運行，并對因透鏡上的污垢而使加工透鏡焦點位置的變化所引起的加工不良防患于未然的焦點調(diào)整裝置。
背景技術(shù)：
歷來，由加工透鏡所聚集的激光光線的焦點位置是在加工物的厚度方向(例如Z軸方向)上預(yù)先設(shè)定的，關(guān)于加工透鏡的焦點位置設(shè)定，連續(xù)照射適當(dāng)能量的激光，同時使加工透鏡向加工物表面邊靠近邊吻合其焦點距離，使從加工物表面發(fā)出等離子體光線(例如藍(lán)光)。在該光線被操作者看見的階段停止加工透鏡向度方向的移動，以該位置作為標(biāo)準(zhǔn)焦點位置，由操作者輸入到NC裝置(數(shù)控裝置)中。
而且，已知的還有在加工頭的噴嘴裝置內(nèi)設(shè)置光傳感器，通過由光傳感器找出焦點位置并檢測操作時發(fā)生的等離子體光線，能夠進(jìn)行焦點位置的自動調(diào)整的裝置(參照專利文獻(xiàn)1)。
特開平6-7980號公報由于這樣設(shè)定的加工透鏡的焦點位置并非總是一定，會因加工透鏡的污垢等而變化，標(biāo)準(zhǔn)焦點位置與最佳焦點位置發(fā)生偏差，引起加工質(zhì)量下降等加工不良，所以需要操作者根據(jù)經(jīng)驗由手動來修正加工透鏡厚度方向上的焦點位置。
進(jìn)而，在調(diào)整加工透鏡的焦點的時候，需要由手動將噴槍取下。
因此，工廠的外部氣體與加工透鏡接觸，造成污垢。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明為解決上述問題，其目的在于提供一種激光加工機(jī)中的焦點調(diào)整裝置。
本發(fā)明的激光加工機(jī)，作為基本的裝置設(shè)置有臺座，和配置于臺座上以支撐工件的托臺，和沿臺座的長度方向的軸、即X軸移動控制的支柱，和由支柱支撐并沿著與X軸垂直的Y軸移動控制的滑鞍，和由滑鞍支撐并沿著與由X軸與Y軸所形成的平面垂直的Z軸移動控制的加工頭，和激光振蕩器，和輸出鏡，和將激光導(dǎo)入激光加工工具的反射鏡，以及具有聚集激光的加工透鏡的光路系統(tǒng)。
而且，還設(shè)置有根據(jù)由反射光檢測裝置所檢測的反射光，對應(yīng)加工透鏡的污垢而調(diào)整激光的焦點位置的裝置。
而且，本發(fā)明的另一激光加工機(jī)，設(shè)置有根據(jù)由設(shè)置于激光加工面附近的反射光檢測裝置所檢測的反射光來調(diào)整激光的焦點位置的裝置。
進(jìn)而，反射光檢測裝置是檢測等離子體的檢測器，并被配置于加工透鏡與反射鏡之間。
(發(fā)明效果)根據(jù)本發(fā)明，加工透鏡的焦點位置總為一定，即使是因加工透鏡的污垢等而使透鏡的厚度發(fā)生變化，也能夠自動保持最佳焦點位置，能夠提高加工質(zhì)量，不會發(fā)生加工不良，達(dá)到能夠長時間無人化運行。


圖1是本發(fā)明的激光加工機(jī)的整體立體圖。
圖2是本發(fā)明的激光加工機(jī)的俯視圖。
圖3是本發(fā)明的激光加工機(jī)的主要部分的主視圖。
圖4是本發(fā)明的激光加工機(jī)的主要部分的立體圖。
圖5是本發(fā)明的激光加工機(jī)的主要部分的側(cè)視圖。
圖6是激光加工工具的更換工作站的主視圖。
圖7是激光加工工具的更換工作站的俯視圖。
圖8是焦點調(diào)整裝置的說明圖。
圖9是焦點調(diào)整裝置的說明圖。
圖10是其它實施例的調(diào)整裝置的說明圖。
圖中1—激光加工機(jī)，10—臺座，20—托臺，30—支柱，40—滑鞍，50—加工頭，60—激光加工工具，62—加工透鏡，70—強(qiáng)電盤，72—激光振蕩裝置，80—控制盤，90—罩，100—激光加工工具的更換工作站，200—激光加工機(jī)的工具工作站，300—激光加工機(jī)的噴嘴工作站，550—激光振蕩器，560—輸出鏡，570—反射鏡，580—反射光檢測裝置。
具體實施例方式
圖1是表示本發(fā)明的激光加工機(jī)的整體結(jié)構(gòu)立體圖，圖2是俯視圖，圖3是主視圖，圖4是主要部分的立體圖。圖5是側(cè)視圖。
由符號1表示的整體激光加工機(jī)，具有在臺座10上配置的托臺20，并裝載有板狀的工件W1，在臺座10的長度方向的延長線上設(shè)置有托臺交換裝置12，準(zhǔn)備有裝載了下一個加工用的工件W2的托臺20a。
在臺座10的兩側(cè)，沿長度方向安裝有一對導(dǎo)軌34，在導(dǎo)軌34上，裝配有可沿X軸方向自由移動的支柱30。
支柱30的X軸方向上驅(qū)動裝置，例如可以使用線性馬達(dá)，在導(dǎo)軌34上設(shè)置的固定元件與直動引導(dǎo)件32上設(shè)置的移動元件之間形成線性馬達(dá)。
在支柱30上，沿著與X軸垂直的Y軸設(shè)置有導(dǎo)軌44，在Y軸上可自由移動地設(shè)置有滑鞍40。滑鞍40具有結(jié)合于導(dǎo)軌44的直動引導(dǎo)件42，在導(dǎo)軌44與直動引導(dǎo)件42之間形成線性馬達(dá)。
滑鞍40在與由X軸、Y軸形成的平面垂直的Z軸方向上設(shè)置有導(dǎo)軌，沿Z軸可自由移動地裝配有加工頭50。加工頭50設(shè)置有導(dǎo)入從激光振蕩裝置72送來的激光的光學(xué)系統(tǒng)。
加工頭50中裝配有可自由更換的激光加工工具60。加工區(qū)域由罩90所覆蓋，以確保安全。與臺座10相鄰接配置有強(qiáng)電盤70及激光振蕩裝置72。操作者指示各種驅(qū)動的操作盤80，被配置在臺座10的長度方向的端部。在臺座10的接近控制盤80的一方的端部，準(zhǔn)備有激光加工工具的更換工作站100。
圖6是從工作臺一側(cè)看的激光加工工具的更換工作站100的主視圖，圖7是俯視圖。
激光加工工具的更換工作站100設(shè)置有工具工作站200與噴嘴工作站300，其中，工具工作站200設(shè)置有具有噴槍和噴嘴的激光加工工具的工具交換盒；噴嘴工作站300設(shè)置有激光加工工具的噴嘴交換盒。
圖8是表示本發(fā)明的激光加工裝置的焦點調(diào)整裝置的說明圖。圖9是作用的說明圖。
激光加工機(jī)的光路系統(tǒng)設(shè)置有激光振蕩器550，自輸出鏡560所輸出的激光L1由管562內(nèi)的反射鏡570反射并導(dǎo)入到激光加工工具60中。激光加工工具60的噴槍內(nèi)配置的加工透鏡62，聚集作為平行光線供給的激光光束L1，從噴嘴65照射。焦點C1的位置對應(yīng)于板厚等而設(shè)定在焦點位置檢測用反射板M1的表面附近。
通過供給口61向激光加工工具60內(nèi)供給必要的輔助氣體。
由加工透鏡62聚集的激光光線L2被焦點位置檢測用反射板M1所反射，反射的光線L3由加工透鏡62上方設(shè)置的反射光檢測裝置580所檢測。
將由激光振蕩器550的輸出設(shè)定為適當(dāng)?shù)闹担鶕?jù)加工透鏡62的污垢而在Z軸方向上調(diào)整激光加工工具60，使激光光線L2的焦點與焦點位置檢測用反射板(例如不銹鋼板或鐵板)M1的表面相一致，這時發(fā)生稱為藍(lán)色機(jī)Bf的高亮度藍(lán)色等離子體。
反射光檢測裝置580檢測該藍(lán)色機(jī)Bf的反射光，檢測出加工透鏡62的焦點與焦點位置檢測用反射板M1的表面相一致。
通過將此時的從噴嘴65的前端到焦點位置檢測用反射板M1的表面的高度位置H1作為激光加工工具60的Z軸方向的值而設(shè)定，能夠自動地將焦點吻合于加工物的表面。
還有，不使用焦點位置檢測用反射板M1，而利用實際的加工物，也能夠進(jìn)行上述實施例的焦點調(diào)整。
圖10是表示本發(fā)明的其它實施例中激光加工機(jī)的焦點調(diào)整裝置的說明圖。
在激光加工工具的更換工作站中，除了工具工作站與噴嘴工作站之外，還設(shè)置有焦點調(diào)整裝置590。
加工透鏡所聚集的激光光線被焦點位置檢測用反射板材所反射，反射的光線由位置檢測用反射板材附近設(shè)置的反射光檢測裝置所檢測。
將激光振蕩器的輸出設(shè)定為適當(dāng)?shù)闹?，在Z軸方向上調(diào)整激光加工工具，使激光光線的焦點與焦點位置檢測用反射板材的表面相一致，這時能夠發(fā)生稱為藍(lán)色機(jī)Bf的高亮度藍(lán)色等離子體。
反射光檢測裝置590檢測到該藍(lán)色機(jī)Bf的反射光，檢測出加工透鏡的焦點與焦點位置檢測用反射板的表面相一致。
通過將此時的從噴嘴的前端到焦點位置檢測用反射板的表面的高度位置作為激光加工工具的Z軸方向的值而設(shè)定，能夠自動地將焦點吻合于加工物的表面。
其它的結(jié)構(gòu)由于都與圖8的實施例同樣，所以都賦予同樣的符號，其說明予以省略。
而且，在上述實施例中，對X軸及Y軸上的驅(qū)動裝置，以線性馬達(dá)為例進(jìn)行了說明，但即使是使用滾珠絲杠，也能夠應(yīng)用本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種激光加工機(jī)中的焦點調(diào)整裝置，所述激光加工機(jī)具有臺座，和配置于臺座上以支撐工件的托臺，和沿臺座的長度方向的軸、即X軸移動控制的支柱，和由支柱支撐并沿著與X軸垂直的Y軸移動控制的滑鞍，和由滑鞍支撐并沿著與由X軸與Y軸所形成的平面垂直的Z軸移動控制的加工頭，和激光振蕩器，和輸出鏡，和將激光導(dǎo)入激光加工工具的反射鏡，以及具有聚集激光的加工透鏡的光路系統(tǒng)；其特征在于設(shè)置有檢測從激光加工面反射的反射光的反射光檢測裝置，還設(shè)置有根據(jù)由反射光檢測裝置所檢測的反射光，對應(yīng)加工透鏡的污垢而調(diào)整激光的焦點位置的裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光加工機(jī)中的焦點調(diào)整裝置，其特征在于激光加工工具具有設(shè)有包括聚光透鏡的光學(xué)系統(tǒng)裝置的噴槍，以及在噴槍的前端可自由更換安裝的噴嘴。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光加工機(jī)中的焦點調(diào)整裝置，其特征在于反射光檢測裝置，是檢測等離子體的檢測器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光加工機(jī)中的焦點調(diào)整裝置，其特征在于反射光檢測裝置，被配置于加工透鏡與反射鏡之間。
5.一種激光加工機(jī)中的焦點調(diào)整裝置，所述激光加工機(jī)具有臺座，和配置于臺座上以支撐工件的托臺，和沿臺座的長度方向的軸、即X軸移動控制的支柱，和由支柱支撐并沿著與X軸垂直的Y軸移動控制的滑鞍，和由滑鞍支撐并沿著與由X軸與Y軸所形成的平面垂直的Z軸移動控制的加工頭，和激光振蕩器，和輸出鏡，和將激光導(dǎo)入激光加工工具的反射鏡，以及具有聚集激光的加工透鏡的光路系統(tǒng)；其特征在于設(shè)置有檢測從激光加工面反射的反射光的反射光檢測裝置，還設(shè)置有根據(jù)由設(shè)置于激光加工面附近的反射光檢測裝置所檢測的反射光來調(diào)整激光的焦點位置的裝置。
全文摘要
一種激光加工機(jī)中的焦點調(diào)整裝置，從激光加工機(jī)的激光振蕩器(550)輸出的激光光線經(jīng)由輸出鏡(560)被反射鏡(570)所反射，并導(dǎo)入到激光加工工具(60)上。由加工透鏡(62)聚集的激光光線被反射板(M
文檔編號B23K26/00GK1701899SQ200510075500
公開日2005年11月30日 申請日期2005年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月26日
發(fā)明者山崎恒彥, 宮川直臣 申請人:山崎馬扎克公司