激光加工机的制作方法

文档序号:3213200阅读:182来源:国知局
专利名称:激光加工机的制作方法
技术领域
本发明涉及一种与激光加工头的移动位置无关地使激光的光路长度基本一定的激光加工机。
背景技术
在激光加工机中,虽然边使激光加工头移动边进行工件的加工,但是如果激光的光路长度随着激光加工头的移动而变化的话,则激光的聚光度也变化而不能使加工质量保持一定。因此,提出各种使激光的光路长度不受激光加工头的移动位置影响而基本一定的激光加工机(例如,参照特开2002-336979号公报和特开平8-52587号公报)。
图8是表示现有的激光加工机的结构的一例的模式图。图中的标号200是使激光发生的激光振荡器,标号201是边被移动驱动边向工件照射激光的激光加工头。标号202是用于载置工件的加工台,标号203、204是将激光从激光振荡器200导入激光加工头201的导光部。此外,在激光振荡器200附近配置反射镜205a,在导光部203的端部配置反射镜205b、205e,在导光部203的内部的与这些反射镜205b、205e相对的位置配置反射镜205c、205d,在与反射镜205e相对的位置上配置反射镜205f,在导光部204侧的与反射镜205f相对的位置上配置反射镜205g,由激光振荡器200产生的激光L按照反射镜205a→205b→205c→205d→205e→205f→205g的顺序被反射而导入到激光加工头201。这些反射镜中,标号205c、205d所表示的反射镜构成为被光路长度调整用块206支承,对应于激光加工头201的移动量而移动,使从激光振荡器200到激光加工头201为止的光路长度保持为基本一定。
但是,虽然如果可以使从激光振荡器200到激光加工头201为止的光路长度保持为基本一定的话,则也可以使加工质量保持一定,但是为了使加工质量良好,该光路长度越短(即短且基本一定)越好。
但是在上述激光加工机的情况下,在“光路长度调整用的反射镜205d”和“导光部204侧的反射镜205g”之间至少配置两个反射镜205e和205f,激光在以如箭头A所示那样的路径迂回后被导入导光部204中,这样就存在着激光与这样地迂回的量相应地光路长度变长、加工质量变差的问题。
此外,虽然导光部203和204有必要预先封闭以防止灰尘等侵入,但是在为了进行该封闭而使用折皱保护罩时,存在着折皱保护罩因反复驱动而易于破损、耐久性差的问题。
因此,期望一种使激光的光路长度短且基本一定的防止加工质量恶化的激光加工机。此外,期望一种耐久性优良的激光加工机。

发明内容
本发明提供一种激光加工机,其具备使激光发生的激光发生单元;将来自该激光发生单元的激光向第一方向引导的第一导光部;将来自该第一导光部的激光向第二方向引导的第二导光部;与该第二导光部靠近配置的同时,边被移动驱动边将通过上述第一导光部和上述第二导光部而得到的激光照射到工件上的激光加工头;其特征在于,设置有可移动地配置在上述第一导光部上,并且基于变更激光的反射位置而调整激光的光路长度的第一反射单元,和被上述第二导光部支承地与该第一反射单元相对,将被该第一反射单元反射的激光导入到上述第二导光部的第二反射单元。
此时,由于用于调整激光的光路长度的第一反射单元和用于将激光导入第二导光部的第二反射单元配置在相互对向的位置上,因此可以使从被第一反射单元反射到被导入上述第二导光部为止的光路长度较短,可以使激光加工的加工质量良好。
本发明的特征在于,上述第二导光部,至少一部分在靠近上述第一导光部的状态下沿上述第一方向被移动驱动,上述第二反射单元被上述第二导光部侧的与上述第一导光部靠近的部分支承,与该第二导光部联动地被移动驱动。
此时,由于第二反射单元与第二导光部联动地移动驱动地构成,所以无须移动驱动第二反射单元的单元,与不是联动移动驱动的情况相比可以使结构简化。此外,由于第二反射单元与第二导光部联动地移动驱动地构成,所以它们的相对位置关系一直被适当地维持,可以正确地将激光从上述第二反射单元引导到上述激光加工头。
本发明的特征在于,在上述第一导光部中,在靠近上述第二导光部侧沿上述第一方向形成第一开口部;沿该第一开口部地配置第一带状部件;该第一带状部件,在上述第二导光部靠近的部分以外的部分,闭塞上述第一开口部地配置,在上述第二导光部靠近的部分,不闭塞上述第一开口部地配置以允许激光向上述第二导光部导入。
此时,由于第一开口部仅被第一带状部件闭塞,所以为使该第一开口部部分开口,仅将第一带状部件配置在从上述第一开口部离开的位置即可。因此,即使反复开闭开口部也难以损伤第一带状部件,与现有的采用折皱保护罩的情况相比可以提高耐久性。
本发明的特征在于,上述激光加工头在靠近上述第二导光部的状态下沿上述第二方向被移动驱动,激光从上述第二导光部向上述激光加工头的导入通过与上述激光加工头一并移动的第三反射单元进行。
此时,由于第三反射单元与上述激光加工头一并移动地构成,因此无须用于移动驱动第三反射单元的单元,与不是联动移动驱动的情况相比,可以使结构简化。此外,由于第三反射单元与上述激光加工头一并地移动地构成,所以它们的相对位置关系可一直被适当地维持,可以正确地将激光从上述第三反射单元引导到上述激光加工头。
本发明的特征在于,在上述第二导光部中,沿上述第二方向形成第二开口部;沿该第二开口部地配置第二带状部件;该第二带状部件,在上述激光加工头靠近的部分以外的部分,闭塞上述第二开口部地配置,在上述激光加工头靠近的部分,不闭塞上述第二开口部地配置以使激光向上述激光加工头导入。
此时,由于第二开口部仅被第二带状部件闭塞,所以为使该第二开口部部分开口,仅将第二带状部件配置在从上述第二开口部离开的位置即可。因此,即使反复开闭开口部也难以损伤第二带状部件,与现有的采用折皱保护罩的情况相比可以提高耐久性。


图1是用于说明本发明涉及的激光加工机的概略结构的模式图。
图2是表示本发明涉及的激光加工机的整体结构的一例的外观立体图。
图3是表示从第一导光部向第二导光部的光取入部的详细结构的立体图。
图4是图3的E-E剖面图。
图5是图4的F-F剖面图。
图6是图5的密封部分的详细剖面图。
图7是本发明涉及的激光加工机的控制框图。
图8是表示现有的激光加工机的结构的一例的模式图。
具体实施例方式
以下参照图1至图7,对用于实施本发明的最优形态进行说明。
图1是用于说明本发明涉及的激光加工机的概略结构的模式图,图2是表示本发明涉及的激光加工机的整体结构的一例的外观立体图,图3是表示从第一导光部向第二导光部的光取入部的详细结构的立体图,图4是图3的E-E剖面图,图5是图4的F-F剖面图,图6是图5的详细剖面图,进而,图7是本发明涉及的激光加工机的控制框图。
本发明涉及的激光加工机,如图1及图2的标号1所示地,具备使激光L1发生的激光发生单元2和边被移动驱动边向工件W上照射激光的激光加工头3。此外,这些激光发生单元2和激光加工头3通过作为激光的光路的第一导光部4和第二导光部5连通,激光加工头3将通过上述第一导光部4及第二导光部5得到的激光照射到工件W上地构成。其中,第一导光部4是将来自上述激光发生单元2的激光L1引导到第一方向X的光路,第二导光部5是将来自该第一导光部4的激光引导到第二方向Y的光路。此外,上述激光加工头3与上述第二导光部5靠近地配置。此外,在第一导光部4上,如图1所示地,可移动地配置反射来自上述激光发生单元2的激光L1的第一反射单元40,基于变更激光的反射位置来调整激光的光路长度地构成(具体将后述)。此外,在上述第二导光部5中与上述第一反射单元40相对地支承第二反射单元41,构成为将被该第一反射单元40所反射而到达的激光L3导入到上述第二导光部5内。根据本发明,由于这些第一及第二反射单元40、41配置在相互对向的位置上,因此被第一反射单元40所反射的激光(不被其他的反射镜反射)以最短距离到达第二反射单元41。这样地,可以使从被第一反射单元40反射开始到被导入上述第二导光部5为止的光路长度较短,可以使激光加工的加工质量良好。
此外,优选使上述第二导光部5,至少一部分(参照图1至图4的标号50)靠近上述第一导光部4,同时在维持该靠近状态的情况下沿上述第一方向X被移动驱动。具体而言,如图2所示地,优选沿上述第一方向X地配置导轨部件7a、7b,将第二导光部5自由移动地支承在该导轨部件7a、7b上,同时通过驱动单元8a、8b移动驱动地构成。
此外,在移动驱动上述第二导光部5时,在任何移动位置上都有必要将激光取入该第二导光部5中。因此,如图3所示地,优选在上述第一导光部4的与上述第二导光部5(具体而言,是标号50所示的部分)靠近一侧(图中形成于上侧,但也可以在上侧以外的侧上形成)上预先形成沿上述第一方向X的开口部(以下称为“第一开口部”)4a。此时,优选预先构成为上述第二反射单元41不是被上述第一导光部4侧而是被上述第二导光部5侧(特别是,靠近上述第一导光部4的部分50)支承,与该第二导光部5联动地被移动驱动。具体而言,如图4详细表示地那样,优选在上述第二导光部5侧安装穿过第一开口部4a地向第一导光部4的内部突出的托架500,将第二反射单元41安装在该托架500上。在第二反射单元41不通过上述第二导光部5侧支承时,需要用于移动驱动第二反射单元41的单元(与移动驱动第二导光部5的单元不同者)而导致结构的复杂化,但如上述那样地在将第二反射单元41与第二导光部5联动地移动驱动时,不需这样的单元(即通过移动驱动第二导光部5的单元也可以移动驱动第二反射单元41)而可使结构简化。此外,在将第二反射单元41与第二导光部5联动地移动驱动时,由于可以一直适当地维持它们的相对位置关系,因此可以正确地将激光从第二反射单元41引导到激光加工头3。
此外,在上述第二导光部5中取入激光的部分(即为图4中标号X1所示的部分,配置第二反射单元41的部分),为了取入光有必要预先使上述第一开口部4a开口,但是在其以外的部分(图4中标号X2所示的部分)为了防止灰尘或异物侵入导光部内部有必要预先闭塞上述第一开口部4a。为此,优选预先沿该第一开口部4a地设置第一带状部件(参照图4的标号B1),使该第一带状部件B1在靠近上述第二导光部5的部分以外的部分X2处闭塞上述第一开口部4a地配置,在靠近上述第二导光部5的部分X1处不闭塞上述第一开口部4a地配置以使得激光导入上述第二导光部5。这样地,在采用带状部件B1闭塞第一开口部4a时,为使该第一开口部4a部分开口,仅将第一带状部件B1配置在从上述第一开口部4a离开的位置即可。因此,即使反复开闭开口部也难以损伤第一带状部件B1,与现有的采用折皱保护罩的情况相比可以提高耐久性。
优选使形成第一导光部4的部件为图3及图5详细表示那样地剖面为近似コ字形的部件,将第一开口部4a配置在上侧。为了可靠地防止灰尘或异物侵入导光部内部,优选采取以下方法中的任何一种或同时采用两者,使带状部件B1和第一导光部4之间不产生间隙,上述方法为如图6中标号42所示地,将与第一带状部件B1粘合的密封部件沿开口部4a的两缘部配置的方法(在图中仅表示沿单侧的缘部配置的例子),以及如图6中标号43所示地,沿第一开口部4a的两缘部配置磁体,同时作为第一带状部件B1采用钢带的方法(在图中仅表示沿单侧的缘部配置的例子)。优选使密封部件42为聚氨酯制。此外,图6所示的密封部件42或磁体43不是形成在构成导光空间4b的部件(标号44所示的部件)自身上而是形成在板状部件45上,但也可以在部件44自身上形成。
此外,如上所述地,虽然有必要在靠近上述第二导光部5的部分(参照图4的标号X1)在不闭塞上述第一开口部4a的状态下配置第一带状部件B1,以使得激光L4导入上述第二导光部5,为此,优选在上述第二导光部5侧设置单元50(以下称为“第一移动单元”),该单元50可以部分地解除通过第一带状部件B1所进行的第一开口部4a的闭塞而取入激光。以下,参照图3至图5对该第一移动单元50的结构的一例进行说明。
优选使该第一移动单元50,在留出几乎要与上述第一导光部4相接的微小间隙的状态下移动地构成。此外,在图3中,该第一移动单元50配置在第二导光部5的端部,但也可以配置在端部以外的位置上。优选在该第一移动单元50的移动方向两端部(即第一方向X的端部)的与第一开口部4a靠近的位置上至少各设置一个自由旋转的滚柱501、503(在图3中为各一个,在图4中为各两个),在移动方向中央部的离开第一开口部4a的位置上至少配置一个自由旋转的滚柱502(在图3中为两个,在图4中为四个)。此外,优选在该中央部的滚柱502的下方(靠近第一开口部4a一方)配置反射镜504等,将来自第一导光部4的激光L4沿上述第二方向Y反射地构成。此外,优选将上述第一带状部件B1通过移动方向两端部的滚柱501、503的下方,通过滚柱502的上方地配置。在这样地构成的情况下,无论第一移动单元50移动到上述第一方向X的任何位置,激光L4的光路不会被第一带状部件B1遮蔽,可以将激光L4从第一导光部4取入第二导光部5。此外,在配置该第一移动单元50的部分以外的X2处,由于第一带状部件B1通过滚柱501、503密接于第一导光部4侧,所以可以可靠地防止灰尘或异物侵入导光部内部。此外,在将第一带状部件B1配置在从第一导光部4离开的位置的部分X1处,如图3所示,由于立起设置将滚柱501、502、503自由旋转地支承的壁部505a、505b,与第一带状部件B1共同作用而闭塞第一开口部4a,所以可以可靠地防止灰尘或异物侵入导光部内部。但是,如图5所示,由于在一方的壁部505a上形成孔部G,因此不会妨碍激光L5进入第二导光部5的内部。此外,如图4所示,优选预先在移动方向端部的滚柱501、503的外侧配置由挠性材料构成的刷部件505,以便可以除去带状部件B1的表面的灰尘或异物。
另一方面,优选使上述激光加工头3在靠近上述第二导光部5的状态下,沿上述第二个方向Y被移动驱动。此时,只要激光加工头3和第二导光部5靠近即可,激光加工头3的支承既可以通过第二导光部5以外的部件进行也可以通过第二导光部5进行。此外,优选使激光加工头3介由滑鞍(参照图2的标号6)被第二导光部5(或其他的支承部件)支承。
此外,在移动驱动上述激光加工头3的情况下,无论在哪个移动位置上都有必要预先将激光从上述第二导光部5取入到激光加工头3。为此,与第一导光部4的情况相同地,优选设置开口部(以下称为“第二开口部”)5a、带状部件(以下称为“第二带状部件”)B2和移动单元(以下称为“第二移动单元”)60等。由于这些开口部和带状部件具有与上述部件基本相同的结构,因此以下简单地进行说明。
如图3所示地,优选将第二开口部5a沿上述第二方向Y地在第二导光部5上形成。此外,如图1及图3所示地,有必要预先在与上述反射镜504(即使来自第一导光部4的激光L4沿标号L5所示地沿上述第二方向Y反射的反射镜)相对的位置上配置第三反射单元51,将激光L5从第二导光部5取入到激光加工头3内。优选使其预先构成为,该第三反射单元51被激光加工头3和滑鞍6侧支承,与激光加工头3和滑鞍6联动地被移动驱动。在第三反射单元51不被激光加工头3和滑鞍6侧支承的情况下,需要用于移动驱动第三反射单元51的单元(与将激光加工头3等沿上述第二方向Y移动驱动的单元不同)而导致结构的复杂化,但是如上述那样地,在将第三反射单元51用上述激光加工头3侧支承的情况下无须这样的单元(即通过将激光加工头3等沿上述第二方向Y移动驱动的单元也可以移动驱动第三反射单元51)可以使结构简化。此外,在第三反射单元51被上述激光加工头3侧支承的情况下,由于它们的相对位置关系一直被适当地维持,所以可以正确地将激光从第三反射单元51引导到激光加工头3。
此外,优选预先构成为,沿第二开口部5a配置第二带状部件B2,在加工头侧取出激光的部分(即靠近上述激光加工头的部分)Y1处不闭塞第二开口部5a地使激光导入,在其他部分(即靠近上述激光加工头的部分以外的部分)Y2处将第二开口部5a闭塞。这样地,在采用带状部件B2闭塞第二开口部5a时,为使该第二开口部5a部分开口,仅将第二带状部件B2配置在从上述第二开口部5a离开的位置即可。因此,即使反复开闭开口部也难以损伤第二带状部件B2,与现有的采用折皱保护罩的情况相比可以提高耐久性。
优选使形成第二导光部5的部件为图3所示那样地剖面为近似コ字形的部件,将第二开口部5a配置在上侧。优选沿该开口部5a的两缘地配置如图6所示的密封部件42或磁体43。
进而,第二移动单元60与上述第一移动单元50具有相同的结构即可。图3中,标号601、602、603表示相当于标号501、502、503的滚柱,标号604表示将激光导入加工头侧的反射镜。此外,标号605a、605b表示相当于标号505a、505b的壁部。
此外,如图2所示地,优选在激光加工头3及第二导光部5的下方配置用以支承工件W的工件支承部9。
然而,上述第一导光部4,如图1和图2所示,从上述激光发生单元2的附近在上述第1方向X上延伸设置。
此外,如图1所示地,上述第一反射单元40有必要形成为将来自上述激光发生单元2的激光L1沿“射出该激光L1的方向”反射使其返回(参照标号L3)的返回反光镜的构成。但是,虽然图1所示的第一反射单元40由相对入射光L1倾斜成45度的角度的反射镜401和相对于该反射光L2倾斜成45度的角度的反射镜402构成,但是不限于这样的构成。只要激光L3的光轴与第一方向X成为平行,也可以将反射镜401、402倾斜成其他的角度(例如,30度和60度),此外,也可以用3个或3个以上的反射镜构成反射单元。进而,图1所示的反射镜401、402虽然沿作为第二方向的Y方向相邻,但只要是与入射激光的方向(即+X方向)大致垂直的方向,也可以沿第二方向以外的方向相邻。
此外,虽然第一反射单元40有必要形成可移动的构成,但优选使该移动沿第一方向X进行。为了进行该移动,优选构成为,用支承部件403支承第一反射单元40的反射镜401、402,使该支承部件403沿第一方向X可移动。这些反射镜离第二导光部5越远(参照标号401’、402’),第一导光部4的激光的光路长度变得越长,这些反射镜401、402离第二导光部5越近,激光的光路长度(第一导光部4的光路长度)变得越短。此外,优选使第一反射单元40的移动驱动通过驱动单元46进行。进而,优选设置计算激光加工头3移动时使激光的光路长度(从激光发生单元2到激光加工头3为止的整体的光路长度)基本一定的第一反射单元40的移动量的移动量运算单元47,上述驱动单元46基于该运算结果移动驱动第一反射单元40,使从激光发生单元2到激光加工头3为止的激光的光路长度基本保持一定。根据本发明,可以不受激光加工头3的移动位置的影响地使从激光发生单元2到激光加工头3为止的激光的光路长度基本保持一定,可以使加工质量保持一定。
此外,也可以考虑将光路长度调整用的第一反射单元40不配置在第一导光部4内而配置在第二导光部5内,但在这种情况下,由于驱动第一反射单元40的单元46也必须配置在该导光部5内,所以支承这些的第二导光部5必须是坚固的部件,随之而来地,存在着第二导光部5的重量增加,在移动驱动第二导光部5上存在着障碍的问题。例如,存在着以下问题作为第二导光部5的驱动单元必须使用高输出的单元的问题;因第二导光部5的移动时或停止时的大的惯性力作用导致激光加工头3的位置稍微偏移、加工精度变低等的问题;进而,在图示的激光加工机中,由于第二导光部5以横跨支承工件W的工件支承部9(以及以标号T表示的工作台)的形式被设置成近似门形,因此在该长形的第二导光部5上因自重产生挠性变形的可能性很高,在产生这样的挠性变形的情况下,激光加工头3的位置偏移、激光加工精度变差等的问题。与此相对地,像本发明这样地,在将第一反射单元40配置在第一导光部4(设置在工作台T的侧方的第一导光部4)的情况下可以使第二导光部5小型化、轻质化,使第二导光部5的移动驱动平滑地进行。
接下来对光路长度调整方法进行说明。
现在,考虑第二导光部5从基准位置向第一方向X仅移动ΔX,激光加工头3从基准位置向第二方向Y仅移动ΔY的情况。如果不移动驱动第一反射单元40的话,则从激光发生单元2到激光加工头3为止的光路长度因该移动而相对应地变长(ΔX+ΔY),但是如果使第一反射单元40仅以(ΔX+ΔY)/2向靠近第二导光部5的方向(即-X方向)移动的话,则激光L1和L3的光路长度都对应地变短(ΔX+ΔY)/2,使整个光路长度(即从激光发生单元2到激光加工头3为止的光路长度)维持为大体一定。
此外,如图7所示地,本发明涉及的激光加工机1具有主控制部100,在主控制部100上通过总线101连接有输入部102、轴控制部103、加工程序存储器104、数据库105和系统存储器106等。
此外,输入部102是用于通过键盘等输入工件W的形状信息和激光加工头3的位置信息等的部分,加工程序存储器104是用于预先存储所制成的加工程序的部分。此外,轴控制部103是用于控制驱动单元8a、8b等移动驱动激光加工头3的部分。
以上基于实施形态对本发明进行了说明,但本发明中所述的实施形态用于例示而非限定。此外,发明的范围通过后述的技术方案表示,不限于实施形态所述内容。因此,属于技术方案的变形和变更全部在本发明的范围内。
权利要求
1.一种激光加工机,其具备使激光发生的激光发生单元;将来自该激光发生单元的激光向第一方向引导的第一导光部;将来自该第一导光部的激光向第二方向引导的第二导光部;与该第二导光部靠近地配置,并且边被移动驱动边将通过上述第一导光部和上述第二导光部得到的激光照射到工件上的激光加工头;其特征在于,设置有可移动地配置在上述第一导光部上,并且基于变更激光的反射位置而调整激光的光路长度的第一反射单元,和与该第一反射单元相对地由上述第二导光部所支承的,将被该第一反射单元反射的激光导入到上述第二导光部的第二反射单元。
2.如权利要求1所述的激光加工机,其特征在于,上述第二导光部,在其至少一部分靠近上述第一导光部的状态下沿上述第一方向被移动驱动;上述第二反射单元被上述第二导光部侧的与上述第一导光部靠近的部分支承,与该第二导光部联动地被移动驱动。
3.如权利要求2所述的激光加工机,其特征在于,在上述第一导光部中,在靠近上述第二导光部侧沿上述第一方向形成第一开口部;沿该第一开口部地配置第一带状部件;该第一带状部件,在上述第二导光部靠近的部分以外的部分,闭塞上述第一开口部地配置,在上述第二导光部靠近的部分,不闭塞上述第一开口部配置地允许激光向上述第二导光部导入。
4.如权利要求1至3中任一项所述的激光加工机,其特征在于,上述激光加工头在靠近上述第二导光部的状态下沿上述第二方向被移动驱动;激光从上述第二导光部向上述激光加工头的导入通过与上述激光加工头一并移动的第三反射单元进行。
5.如权利要求4所述的激光加工机,其特征在于,在上述第二导光部中,沿上述第二方向形成第二开口部;沿该第二开口部地配置第二带状部件;该第二带状部件,在上述激光加工头靠近的部分以外的部分,闭塞上述第二开口部地配置,在上述激光加工头靠近的部分,不闭塞上述第二开口部配置地允许激光向上述激光加工头导入。
全文摘要
本发明提供一种激光加工机。该激光加工机通过移动驱动第一导光部中的第一反射单元,可以与激光加工头的移动位置无关地使激光的光路长度基本一定而使加工质量基本一定。根据本发明,由于用于在第二导光部中取入激光的第二反射单元配置在与上述第一反射单元相对的位置上,因此可以使其间的光路长度较短使光路长度整体也短,可以使激光加工的加工质量良好。
文档编号B23Q11/08GK1657221SQ200510007749
公开日2005年8月24日 申请日期2005年2月16日 优先权日2004年2月18日
发明者山崎恒彦, 宫川直臣 申请人:山崎马扎克株式会社
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