专利名称：激光加工机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种将由激光振荡器引入到加工头内的激光束通过加工头的聚光透镜聚焦，同时引入到金属板、塑料板等被加工件上进行被加工件的切割、焊接等加工的激光加工机。
本申请以2004年5月7日申请的日本特愿2004-138324号为基础主张优先权，所以在此引用其内容。
背景技术：
现有技术中，熟知的激光加工机一般是利用激光束对被加工件进行切割、焊接等加工，从而使之形成期望形状。
在此，鉴于激光束的直径会因为从激光振荡器到加工头的光路长度不同而发生变化，即，激光束的直径随着光路长度变长而变大，所以从激光振荡器到加工头的光路长度对激光加工时的加工性能有很大影响。另外，根据辅助气体使用氮气还是氧气，是否坡口加工，加工方法是否为在聚光透镜下面设置反射镜的立体三维加工等，被加工件的材质是铁等低碳钢还是不锈钢等，被加工件的厚度等决定的光路长度有所不同。
因此，根据被加工件的加工方法、材质、厚度等，必须要有较长的光路长度。
但是，在激光加工机中，为防止激光加工机的大型化，一般使用大小与被加工件的大小相应的小型激光加工机，此时很难得到较长的光路长度。
为解决这个问题，以获得较长的光路长度，现有技术中，一种具有激光反转器的激光加工装置为人们所熟知，该激光反转器将来自激光振荡器的激光反转后入射至加工头(参照专利文献1日本特公平1-55076号公报)。
但是，在该激光加工装置中，只不过是将来自激光振荡器的激光进行一次反转后入射至加工头，所以光路长度受限于激光加工装置的有效加工宽度，因而延长光路长度受到限制。
由此，根据被加工件的加工方法、材质、厚度等不能得到良好的加工性能，为了以较短的光路长度能得到良好的加工性能，例如在加工薄板时必须使用焦距较短的聚光透镜，必须使聚光透镜靠近薄板，这样会出现加工时飞溅的熔珠(熔融的被加工件)或熔渣(一旦熔融后就发生凝固的被加工件)附着到聚光透镜上的问题。
另外，为了延长光路长度，现有技术中，一种在主机架内配置激光振荡器与反转镜体的激光加工机为人们所熟知，通过使反转镜体在主机架内移动来调整主机架内的光路长度，从而可将从激光振荡器到加工头的光路长度设定变更为与被加工件的壁厚、材质变化对应的适当的光路长度(例如参照专利文献2日本特许第3084780号公报)。
另外，还有一种熟知的激光加工机，其将从激光振荡器射出的激光通过第一折射元件向导轨铺设方向折射，然后通过反转装置反转折射成与导轨平行，再通过第二折射元件向焊枪的方向折射，利用设置于焊枪上的反射镜，通过透镜聚焦后照射到被加工件上，通过使反转装置在导轨铺设方向上移动，由此可设定变更光路长度(例如参照专利文献3日本特公平5-49396号公报)。
但是，在现有技术的通过在主机架内移动反转镜体来调整主机架内的光路长度的激光加工机中，为了延长、调整光路长度，必须在设有激光振荡器的主机架内设置具有多个反射镜的反转镜体，另外，还必须设置使反转镜体移动的机构，这样就会使激光加工机的结构复杂化、大型化。尤其是为了确实防止激光所带来的危险，对反转镜体的结构、反转镜体的移动机构的精度要求极高，从而使得结构复杂化。另外，在该激光加工机中，从激光振荡器射出的激光在中途向垂直方向偏转后再入射至加工头，从而使得装置大型化。
另外，在现有技术的将从激光振荡器射出的激光通过第一折射元件、反转装置及第二折射元件后入射至焊枪，并且为改变光路长度而使反转装置在导轨铺设方向上移动的激光加工机中，必须在激光振荡器的后方设置第一折射元件，并且为了移动第一折射元件，必须设置沿着焊枪的移动方向和垂直方向延伸的机架、导轨等，这样就会使激光加工机的结构复杂化、大型化。尤其是为了确实防止激光所带来的危险，对第一折射元件的结构、第一折射元件的机架、导轨等的精度要求极高，从而使得结构复杂化。另外，在第一折射元件的下方不能配置被加工件，所以产生激光加工机的有效加工宽度变窄的问题。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种可得到不受有效加工宽度限制的较长光路长度、可简化结构、防止大型化的激光加工机。
根据本发明的激光加工机，其将由激光振荡器引入到加工头内的激光束通过加工头的聚光透镜聚焦，同时引入到被加工件上，从而进行被加工件的加工，该激光加工机包括使来自激光振荡器的激光束反转的第一激光束反转装置以及使由第一激光束反转装置反转后的激光束反转、并引入到加工头内的第二激光束反转装置；从激光振荡器向第一激光束反转装置的第一激光光路、从第一激光束反转装置向第二激光束反转装置的第二激光光路及从第二激光束反转装置向加工头的第三激光光路相互平行。
根据本发明，因为包括第一激光束反转装置及第二激光束反转装置，所以，不必在激光振荡器的框体内设置用于延长光路长度的反射镜等，只通过简单的结构，就可以得到不受激光加工机的有效加工宽度限制的光路长度，并且可以得到与被加工件的板厚、材质、加工方法等相应的适当的光路长度。
因为第一激光光路、第二激光光路及第三激光光路相互平行，所以加工头、第一激光束反转装置及第二激光束反转装置可沿着相同方向设置，例如可将加工头、第一激光束反转装置及第二激光束反转装置设置在同一机架上，这样可防止激光加工机大型化、复杂化。
另外，在本发明中，加工头、第一激光束反转装置及第二激光束0转装置相对于第一激光光路平行移动，第二激光束反转装置相对于加工头的位置可任意设定，在第二激光束反转装置相对于加工头的位置设定后，在加工头移动的同时，第一激光束反转装置在与加工头移动方向相同的方向上以加工头的1/2的速度移动，第二激光束反转装置在与加工头移动方向相同的方向上以与加工头相同的速度移动。
根据本发明，因为相对于加工头的第二激光束反转装置的位置可任意设定，所以，可根据被加工件的板厚、材质、加工方法等变更光路长度，可根据被加工件的板厚等准备多个聚光透镜，从而避免更换时浪费时间。
另外，因为在加工头移动的同时，第一激光束反转装置在与加工头移动方向相同的方向上以1/2的速度移动，第二激光束反转装置在与加工头移动方向相同的方向上以相同的速度移动，所以即使在移动加工头且继续被加工件的加工时也可以保持规定的光路长度。
另外，在本发明中，当第二激光束反转装置到达第二激光束反转装置的移动界限时，在第二激光束反转装置维持静止状态的同时，继续移动加工头，使第一激光束反转装置沿着与加工头移动方向相反的方向以加工头的1/2的速度移动。
根据本发明，即使在第二激光束反转装置到达第二激光束反转装置的移动界限时，也可以维持相同的光路长度，并可以继续利用加工头对被加工件进行加工，从而可保证被加工件的加工质量，并能增大有效加工宽度。
另外，在本发明中，当第一激光束反转装置到达第一激光束反转装置的移动界限时，在第一激光束反转装置维持静止状态的同时，继续移动加工头，使第二激光束反转装置沿着与加工头移动方向相同的方向以加工头的1/2的速度移动。
根据本发明，即使在第一激光束反转装置到达第一激光束反转装置的移动界限时，也可维持相同的光路长度，并可继续利用加工头对被加工件进行加工，从而可保证被加工件的加工质量，并能增大有效加工宽度。
另外，在本发明中，加工头、第一激光束反转装置及第二激光束反转装置相对于第一激光光路平行移动，在加工头的全部有效加工宽度上，加工头、第一激光束反转装置及第二激光束反转装置维持相同的光路长度，并以相同的速度比移动。
根据本发明，在加工头在相同方向上移动的途中，例如，即使加工头接近其移动界限，第一激光束反转装置、第二激光束反转装置的移动方向、移动速度也不会改变，并且维持相同的光路长度，所以，第一激光束反转装置、第二激光束反转装置的移动动作相对于加工头的移动动作不会产生误差，第一激光束反转装置、第二激光束反转装置的移动动作可对加工头的移动动作进行正确跟踪，并且可总是确保规定的光路长度，因而可以保证被加工件的加工质量。
另外，在本发明中，在加工头的移动速度为V0，第一激光束反转装置的移动速度为V1，第二激光束反转装置的移动速度为V2，加工头的有效加工宽度为LM，任意设定的光路长度为L，可设定的最小光路长度为Lm，L-Lm设为L′时，加工头、第一激光束反转装置、第二激光束反转装置的移动速度比满足下式V0∶V1∶V2＝1∶(1-L′/LM)/2∶(1-L′/2LM)。
根据本发明，通过设定所述的移动速度比，在加工头的全部有效加工宽度上，加工头、第一激光束反转装置及第二激光束反转装置可维持相同的光路长度，并且以相同的速度比移动。因此，在加工头在相同方向上移动的途中，例如，即使加工头接近其移动界限，第一激光束反转装置、第二激光束反转装置的移动方向、移动速度也不会改变，并且维持相同的光路长度，所以，第一激光束反转装置、第二激光束反转装置的移动动作相对于加工头的移动动作不会产生误差，第一激光束反转装置、第二激光束反转装置的移动动作可对加工头的移动动作进行正确跟踪，并且可总是确保预定的光路长度，因而可以保证被加工件的加工质量。
根据本发明，因为包括第一激光束反转装置及第二激光束反转装置，所以，不必在激光振荡器的框体内设置用于延长光路长度的反射镜等，只通过简单的结构，就可以得到不受激光加工机的有效加工宽度限制的光路长度，并可以得到与被加工件的板厚、材质、加工方法等相应的适当的光路长度。
因为第一激光光路、第二激光光路及第三激光光路相互平行，所以可沿着相同方向设置加工头、第一激光束反转装置及第二激光束反转装置，例如可将加工头、第一激光束反转装置及第二激光束反转装置设置在同一机架上等，由此可防止激光加工机大型化、复杂化。
图1是根据本发明第一实施例的激光加工机的立体图；图2是根据本发明第一实施例的激光加工机的示意图；图3是根据本发明第二实施例的激光加工机的示意图；图4是根据本发明第二实施例的激光加工机的示意图；图5是根据本发明第二实施例的激光加工机的示意图；图6是根据本发明第二实施例的激光加工机的示意图；图7是根据本发明第二实施例的激光加工机的示意图；图8是根据本发明第三实施例的激光加工机的示意图。
具体实施例方式
下面，参照附图对根据本发明实施例的激光加工机1进行说明。
另外，在本发明的实施例中以激光切割机为例进行说明，但本发明的激光加工机1不仅适用于激光切割机，例如，也可适用于通过反射镜等传输二氧化碳激光的激光焊接机。
图1表示根据本发明第一实施例的激光切割机1。
根据本实施例的激光切割机1包括一对导轨2、机体框架3、激光振荡器4、第一激光束反转装置5、第二激光束反转装置6、加工头7。
一对导轨2互相间隔规定距离，沿着X轴方向平行延伸。
机体框架3沿着一对导轨2在X轴方向上移动。机体框架3包括一对导轨连接部8，分别与一对导轨2连接；机架9，架设在一对导轨连接部8之间，并沿着Y轴方向延伸。
激光振荡器4沿着Y轴方向射出激光束。激光振荡器4固定于机体框架3的一对导轨连接部8中的一个导轨连接部8上，在机体框架3在X轴方向上移动的同时，也在X轴方向上移动。
第一激光束反转装置5使从激光振荡器4射出的激光束反转，并导向Y轴方向。
第一激光束反转装置5包括第一反转装置框体10；第一反转装置第一反射镜11及第一反转装置第二反射镜12，设于第一反转装置框体10内；第一激光束反转装置用伺服电动机13及第一激光束反转装置用伺服放大器(未图示)，设于第一反转装置框体10上。
第一反转装置框体10设于机架9上，可沿着机架9在Y轴方向上移动。
第一反转装置第一反射镜11使从激光振荡器4射出的激光束向Z轴方向(下方)偏转。第一反转装置第二反射镜12使通过第一反转装置第一反射镜11偏转后的激光束向Y轴方向(激光振荡器4方向)偏转。
第一激光束反转装置用伺服电动机13及第一激光束反转装置用伺服放大器控制第一激光束反转装置5在Y轴方向上的移动方向、移动量、移动速度。
第一激光束反转装置5在Y轴方向上、与机架9的激光振荡器4侧相反的一侧具有移动界限。
第二激光束反转装置6使来自第一激光束反转装置5的激光束反转，并导入加工头7内。
第二激光束反转装置6包括第二反转装置框体14；第二反转装置第一反射镜15及第二反转装置第二反射镜16，设于第二反转装置框体14内；第二激光束反转装置用伺服电动机17及第二激光束反转装置用伺服放大器(未图示)，设于第二反转装置框体14上。
第二反转装置框体14设于机架9上，可沿着机架9在Y轴方向上移动。
第二反转装置第一反射镜15使来自第一激光束反转装置5的激光束向Z轴方向(上方)偏转。第二反转装置第二反射镜16使通过第二反转装置第一反射镜15偏转的激光束向Y轴方向(与激光振荡器方向相反的方向)偏转。
第二激光束反转装置用伺服电动机17及第二激光束反转装置用伺服放大器控制第二激光束反转装置6在Y轴方向上的移动方向、移动量、移动速度。
第二激光束反转装置6在Y轴方向上、机架9的激光振荡器4侧具有移动界限。
另外，在图1中，第一激光束反转装置5及第二激光束反转装置6在上下方向(Z轴方向)上较长，在第一激光束反转装置5中，在第一反转装置第一反射镜11的下方放置有第一反转装置第二反射镜12，在第二激光束反转装置6中，在第二反转装置第一反射镜15的上方放置有第二反转装置第二反射镜16。但是，代替图1的结构，也可以使第一激光束反转装置5及第二激光束反转装置6在水平方向(X轴方向)上较长。此时，在第一激光束反转装置5中，沿着X轴方向配置第一反转装置第一反射镜11及第一反转装置第二反射镜12，在第二激光束反转装置6中，沿着X轴方向配置第二反转装置第一反射镜15及第二反转装置第二反射镜16。
此时也与图1的结构相同，从激光振荡器4射出的激光束依次经过第一反转装置第一反射镜11、第一反转装置第二反射镜12、第二反转装置第一反射镜15、第二反转装置第二反射镜16，最后到达加工头反射镜19。
加工头7将来自第二激光束反转装置6的激光束引到被加工件(被加工材料)35上，于是进行被加工件35的加工。加工头7设置于机架9上，并设于第一激光束反转装置5与第二激光束反转装置6之间。
加工头7包括加工头框体18；加工头反射镜19及聚光透镜20，设于加工头框体18内；加工头伺服电动机21及加工头伺服放大器(未图示)，设于加工头18上。
加工头框体18设置于机架9上，可沿着机架9在Y轴方向上移动。加工头反射镜19使来自第二激光束反转装置6的激光束偏转，并导向Z轴方向(下方)。聚光透镜20使通过加工头反射镜19偏转的激光束聚焦，并引到被加工件35上。加工头伺服电动机21及加工头伺服放大器控制加工头7在Y轴方向上的移动方向、移动量、移动速度。
根据以上构成，在本发明的实施例中，从激光振荡器4向第一激光束反转装置5的第一激光光路、从第一激光束反转装置5向第二激光束反转装置6的第二激光光路、以及从第二激光束反转装置6向加工头7的第三激光光路相互平行。
下面，对根据本发明第一实施例的激光加工机1的动作进行说明。
首先，使机体框架3沿着一对导轨2移动，调整X轴方向的位置，同时，通过控制加工头伺服电动机21及加工头伺服放大器使机架9上的加工头7移动，调整Y轴方向的位置，使加工头7停在与被加工件35相对的加工开始位置。
然后，在机架9上，通过控制第二激光束反转装置用伺服电动机17及第二激光束反转装置用伺服放大器来调节第二激光束反转装置6相对于加工头7的位置，根据具体情况，有时也通过控制第一激光束反转装置用伺服电动机13及第一激光束反转装置用伺服放大器来调节第一激光束反转装置5相对于加工头7的位置，从而调整光路长度。此时，在图2中，加工头7位于Y0，第一激光束反转装置5位于Y1，第二激光束反转装置6位于Y2。
其次，利用激光加工机1的激光束开始进行被加工件35的加工。
被加工件35的X轴方向的加工是通过使机体框架3沿着一对导轨2移动来调整X轴方向位置，以使加工头7在X轴方向上移动而进行的。
被加工件35的Y轴方向的加工是通过控制加工头伺服电动机21及加工头伺服放大器，以使加工头7相对于机架9移动而进行的。在加工头7相对于机架9移动的同时，通过控制第一激光束反转装置用伺服电动机13及第一激光束反转装置用伺服放大器，从而使第一激光束反转装置5在与加工头7的移动方向相同的方向上以1/2速度移动，通过控制第二激光束反转装置用伺服电动机17及第二激光束反转装置用伺服放大器，从而使第二激光束反转装置6在与加工头7的移动方向相同的方向上以相同速度移动。
使加工头7向激光振荡器4移动，当第二激光束反转装置6到达第二激光束反转装置6的移动界限(图2中的Y+位置)时，停止第二激光束反转装置6的移动，维持静止状态。此时，加工头7继续移动，同时通过控制第一激光束反转装置用伺服电动机13及第一激光束反转装置用伺服放大器，使第一激光束反转装置5在与加工头7的移动方向相反的方向上以1/2速度移动。
另外，使加工头7向远离激光振荡器4的方向移动，当第一激光束反转装置5到达第一激光束反转装置5的移动界限时，停止第一激光束反转装置5的移动，维持静止状态。此时，加工头7继续移动，同时通过控制第二激光束反转装置用伺服电动机17及第二激光束反转装置用伺服放大器，使第二激光束反转装置6在与加工头7的移动方向相同的方向(远离激光振荡器4的方向)上以1/2速度移动。
下面，对根据本发明第二实施例的激光加工机的动作进行说明。
在本实施例中，激光加工机1的机械结构与图1所示相同。
在该激光加工机1的动作中，在加工头7的全部有效加工宽度上，加工头7、第一激光束反转装置5及第二激光束反转装置6维持相同的光路长度，并且总是以相同的速度比移动。
由此，与前面所述的第一实施例相比，在加工头7沿相同方向移动的途中，例如，即使加工头7接近其移动界限，第一激光束反转装置5、第二激光束反转装置6的移动方向、移动速度也不会改变，并且维持相同光路长度，所以，第一激光束反转装置5、第二激光束反转装置6的移动动作相对于加工头7的移动动作不会产生误差，第一激光束反转装置5、第二激光束反转装置6的移动动作可相对加工头7的移动动作进行正确跟踪，并总是确保规定的光路长度，从而可以保证被加工件35的加工质量。
如图3至图7所示，对在加工头7的全部有效加工宽度上，加工头7、第一激光束反转装置5及第二激光束反转装置6总是以相同的速度比移动的情况进行说明。
在此，首先参照图3，对图4至图7中使用的符号的定义进行说明。
La第一激光束反转装置5与加工头7之间的距离
Lam第一激光束反转装置5与加工头7之间距离的最小值(第一反转装置框体10与加工头框体18相接触时的距离)Lb第二激光束反转装置6与加工头7之间的距离Lbm第二激光束反转装置6与加工头7之间距离的最小值(第二反转装置框体14与加工头框体18相接触时的距离)Y0加工头7的Y坐标位置Y0-加工头7的-Y(Y轴的负方向)移动界限位置Y0+加工头7的+Y(Y轴的正方向)移动界限位置LM(＝Y0+-Y0-)加工头7的有效加工宽度V0加工头7的移动速度Y1第一激光束反转装置5的Y坐标位置V1第一激光束反转装置5的移动速度Y2第二激光束反转装置6的Y坐标位置V2第二激光束反转装置6的移动速度L任意设定的光路长度(根据第二激光束反转装置6相对于加工头7的最初设定位置而决定)
Lm可设定的最小光路长度(最初设定为Lb＝Lbm时)L′L与Lm的差(L-Lm)综上所述，按照V0∶V1∶V2＝1∶(1-L′/LM)/2∶(1-L′/2LM)的速度比设定激光加工机1后，在加工头7的全部有效加工宽度上，加工头7、第一激光束反转装置5及第二激光束反转装置6总是以相同的速度比移动。
另外，此时，加工头7、第一激光束反转装置5及第二激光束反转装置6的坐标位置如下[Y0、Y1、Y2]＝[Y0、{1-L′/LM}Y0/2+{1+L′/LM}Y0-/2-Lam、{1-L′/(2LM)}Y0+L′Y0-/(2LM)+Lbm+L′/2]下面，详细说明在速度比为V0∶V1∶V2＝1∶(1-L′/LM)/2∶(1-L′/2LM)时，在加工头7的全部有效加工宽度上，加工头7、第一激光束反转装置5及第二激光束反转装置6总是以相同的速度比移动的原因。
在以下叙述中，为便于说明，以第二激光束反转装置6的+Y方向移动界限位置与激光振荡器4的位置相同时的情况为例进行说明。但是，即使第二激光束反转装置6的+Y方向移动界限位置位于激光振荡器4的位置的-Y方向侧时，下面的说明也成立。
图4及图5表示L＝Lm(在最初设定为第二激光束反转装置6位于最接近加工头7的位置时，第二反转装置框体14与加工头框体18相接触的状态)。
图4表示Y0＝Y0-时的情况(加工头7位于-Y移动界限时的情况)。图5表示加工头7从图4的状态向+Y方向移动全部有效加工宽度的长度，最后到达+Y方向移动界限时的情况。因为加工头7与第二激光束反转装置6之间距离在加工头框体18与第二反转装置框体14相接触时为最小值，所以，在图4的状态与图5的状态中，加工头7与第二激光束反转装置6之间的距离相同。即，第二激光束反转装置6相对于加工头7的最小距离的最初位置通过第二反转装置框体14与加工头框体18相接触来决定。另外，在第二激光束反转装置6与加工头7相接触的状态下，通过第二激光束反转装置6到达+Y方向移动界限的同时，加工头7也到达+Y方向移动界限，由此确定加工头7的+Y方向移动界限。
这样，第二激光束反转装置6与加工头7在第二激光束反转装置6与加工头7之间的距离Lb维持其最小值Lbm的状态下，从图4的状态移动到图5的状态，到达二者的+Y方向移动界限。
在图4中，第一激光光路的距离为LM+Lbm+Lam。因为第二激光束反转装置6的+Y方向移动界限位置与激光振荡器4的位置相同，所以，在图4中，第二激光束反转装置6从激光振荡器4离开LM，另外，加工头7的-Y方向的界限位置通过加工头框体18与位于-Y方向的界限位置的第一反转装置框体10相接触来决定。第二激光光路的距离为Lbm+Lam，第三激光光路的距离为Lbm。
如上所述，图4状态下的光路长度为第一激光光路+第二激光光路+第三激光光路，即为(LM+Lbm+Lam)+(Lbm+Lam)+Lbm＝LM+2Lam+3Lbm。
本发明鉴于无论加工头7在什么位置都维持相同的光路长度，所以图5的状态下与图4的状态下的光路长度相同。
在此，图5中的第三激光光路的距离为Lbm，另外，第一激光光路的距离与第二激光光路的距离相同，将其规定为N。
因此，图6中的光路长度为LM+2Lam+3Lbm＝2N+Lbm，即N＝1/2LM+Lam+Lbm。鉴于图4和图5中的第一激光光路，第一激光束反转装置5的移动距离为(LM+Lbm+Lam)-N＝1/2LM。
图6及图7表示L＞Lm时的情况(最初设定为Lb＞Lbm时的情况)。
图6表示Y0＝Y0-时的情况(加工头7位于-Y移动界限时的情况)。图7表示加工头7从图6的状态向+Y方向移动全部有效加工宽度的长度，最后到达+Y方向移动界限时的情况。
图6与前面所述的图4的情况相比，将光路长度延长了L′，所以，鉴于在这些情况下第一激光光路的距离相同，从而第二激光光路与第三激光光路延长了相同距离，图6与图4时相比，必须使第二激光束反转装置6从激光振荡器4离开L′/2(此时，加工头7与第二激光束反转装置6之间的距离为Lbm+L′/2。)。另外，在图6中，加工头7与第一激光束反转装置5的位置与图4时相同。
在图6中，开始加工头7、第一激光束反转装置5及第二激光束反转装置6的移动，然后这些同时变成图7所示的状态，但是，在本发明中，图6的光路长度与图7的光路长度相同。
从图6的状态移动到图7的状态时，加工头7的移动距离为LM。
从图6的状态移动到图7的状态时，第二激光束反转装置6的移动距离比图4及图5中的L＝Lm时(Lb＝Lbm时)的移动距离(LM)短L′/2，为LM-L′/2。
从图6的状态移动到图7的状态时，第一激光束反转装置5的移动距离如下所述。
即，图7的状态与图5的状态相比，光路长度长L′。在图5的状态与图7的状态下，第三激光光路的距离相同(Lbm)。
因此，图7的状态与图5的状态相比，第一激光光路的距离与第二激光光路的距离的延长相同，图7状态下的第一激光束反转装置5的位置比图5状态下的第一激光束反转装置5的位置向-Y方向移动了L′/2。因此，从图6的状态移动到图7的状态时的第一激光束反转装置5的移动距离比从图4的状态移动到图5的状态时的第一激光束反转装置5的移动距离少L′/2。
由此，从图6状态移动到图7状态时，第一激光束反转装置5的移动距离为1/2LM-L′/2。
由以上说明可知，加工头7从-Y端部向+Y端部移动时(在全部有效加工宽度上移动时)，加工头7移动LM，第一激光束反转装置5移动1/2LM-L′/2，第二激光束反转装置6移动LM-L′/2。因为这些移动的开始时间及结束时间相同，所以为V0∶V1∶V2＝1∶(1-L′/LM)/2∶(1-L′/2LM)的速度比。
即，当根据该速度比移动加工头7、第一激光束反转装置5及第二激光束反转装置6时，在加工头7的全部有效加工宽度上总是维持规定的光路长度。
下面，参照图8对根据本发明第三实施例的激光加工机1进行说明。
根据本实施例的激光加工机1与根据本发明第一实施例的激光加工机1不同的地方如下所述。
即，在本实施例的激光加工机1中，不包括本发明第一实施例的激光加工机1中的加工头伺服电动机21及加工头伺服放大器、第一激光束反转装置用伺服电动机13及第一激光束反转装置用伺服放大器、以及第二激光束反转装置用伺服电动机17及第二激光束反转装置用伺服放大器。取代这些，本实施例的激光加工机1包括第一无接头带22、第二无接头带23、一对第一支撑轴24、一对第二支撑轴25、设置于第一激光束反转装置5上的第一夹紧体26及第一固定夹紧部36、设置于第二激光束反转装置6上的第二夹紧体27及第二固定夹紧部37。
第一无接头带(第一传送元件)22架设在一对第一支撑轴24上，沿着Y轴方向延伸，随着一对第一支撑轴24向一个方向及其相反方向旋转，可在一个方向及其相反方向上转动。一对第一支撑轴24支撑于机架9上。
第二无接头带(第二传送元件)23架设在一对第二支撑轴25上，沿着Y轴方向延伸，随着一对第二支撑轴25向一个方向及其相反方向旋转，可在一个方向及其相反方向上转动。一对第二支撑轴25支撑于机架9上。第二无接头带23以第一无接头带22的1/2速度旋转。第二无接头带23包括作为上侧移动部的一方向移动部28与作为下侧移动部的相反方向移动部29。
一个第一支撑轴24与一个第二支撑轴25一体成型，作为一个整体进行旋转，另一个第一支撑轴24与另一个第二支撑轴25一体成型，作为一个整体进行旋转。一对第一支撑轴24的直径分别比一对第二支撑轴25的直径大，由此，第一无接头带22以第二无接头带23的两倍速度进行转动。
加工头7与第一无接头带22的上侧移动部30连接并固定。
设置于第一激光束反转装置5上的第一夹紧体26包括第一夹紧体上侧夹紧部31，与第二无接头带23的一方向移动部28连接；第一夹紧体下侧夹紧部32，与相反方向移动部29连接；从而控制为与第二无接头带23的一方向移动部28连接的状态、与相反方向移动部29连接的状态、以及与第一无接头带22及第二无接头带23均不连接的状态中的任意一种状态。第一固定夹紧部36相对于第一夹紧体26垂直，设置于第一激光束反转装置5上，在第一夹紧体26变成与第一无接头带22及第二无接头带23均不连接的状态的同时，与安装于机架9上的第一固定件38连接。通过该连接，第一激光束反转装置5相对于机架9的位置保持固定状态。
设置于第二激光束反转装置6上的第二夹紧体27包括第二夹紧体上侧夹紧部33，与第一无接头带22的上侧移动部30连接；第二夹紧体下侧夹紧部34，与第二无接头带23的一方向移动部28连接；从而控制为与第一无接头带22的上侧移动部30连接的状态、与第二无接头带23的一方向移动部28连接的状态、以及与第一无接头带22及第二无接头带23均不连接的状态中的任意一种状态。第二固定夹紧部37相对于第二夹紧体27垂直，设置于第二激光束反转装置6上，在第二夹紧体27变成与第一无接头带22及第二无接头带23均不连接的状态的同时，与安装于机架9上的第二固定件39连接。通过该连接，第二激光束反转装置6相对于机架9的位置保持固定状态。
设置于第二激光束反转装置6上的第二夹紧体27相对于第一无接头带22的Y轴方向的连接位置，可以通过未图示的操作部的操作来任意设定。
对根据本实施例的激光加工机1进行如下所述的控制。
即，在第一激光束反转装置5及第二激光束反转装置6没有到达其移动界限时，第一激光束反转装置5的第一夹紧体上侧夹紧部31与一方向移动部28连接，同时第二激光束反转装置6的第二夹紧体上侧夹紧部33与第一无接头带22的上侧移动部30连接。
在第二激光束反转装置6到达其移动界限时，第一激光束反转装置5的第一夹紧体上侧夹紧部31解除连接，同时第一夹紧体下侧夹紧部32与相反方向移动部29连接。另外，第二激光束反转装置6在变成与第一无接头带22及第二无接头带23均不连接的状态的同时，第二固定夹紧部37与第二固定件39连接，由此，第二激光束反转装置6的位置保持稳定状态。加工头7继续向激光振荡器4方向移动。
在第一激光束反转装置5到达其移动界限时，第一激光束反转装置5在变成与第一无接头带22及第二无接头带23均不连接的状态的同时，第一固定夹紧部36与第一固定件38连接，由此，第一激光束反转装置5的位置保持固定状态。第二激光束反转装置6的第二夹紧体27与一方向移动部28连接。加工头7继续向与激光振荡器4方向相同的方向移动。
另外，在本发明的实施例中，以第一激光光路、第二激光光路及第三激光光路沿着Y轴方向延伸，激光振荡器4、第一激光束反转装置5及第二激光束反转装置6在Y轴方向移动的激光加工机1为例进行了说明，但本发明也适用于激光光路不沿着Y轴方向，而沿着X轴方向或Z轴方向延伸，激光振荡器4、第一激光束反转装置5及第二激光束反转装置6在X轴方向或Z轴方向上移动的激光加工机1。
以上对本发明的较佳实施例进行了说明，但本发明不限于这些实施例。在不脱离本发明主旨的范围内，可以对这些结构进行添加、省略、置换及其他变更。本发明不限于前面所述说明，仅通过权利要求来加以限定。
权利要求
1.一种激光加工机，其将从激光振荡器引入到加工头内的激光束通过加工头的聚光透镜聚焦，同时引入到被加工件上，从而进行被加工件的加工，其中包括第一激光束反转装置，使来自激光振荡器的激光束反转；以及第二激光束反转装置，使通过第一激光束反转装置反转后的激光束反转，并引入到加工头内；从激光振荡器向第一激光束反转装置的第一激光光路、从第一激光束反转装置向第二激光束反转装置的第二激光光路、以及从第二激光束反转装置向加工头的第三激光光路相互平行。
2.根据权利要求1所述的激光加工机，其中所述加工头、第一激光束反转装置及第二激光束反转装置相对于第一激光光路平行移动；可任意设定第二激光束反转装置相对于加工头的位置；在设定了第二激光束反转装置相对于加工头的位置的状态下，在加工头移动的同时，第一激光束反转装置在与加工头的移动方向相同的方向上以加工头的1/2的速度移动，第二激光束反转装置在与加工头的移动方向相同的方向上以与加工头相同的速度移动；当第二激光束反转装置到达了第二激光束反转装置的移动界限时，在第二激光束反转装置维持静止状态的同时，继续移动加工头，并使第一激光束反转装置在与加工头的移动方向相反的方向上以加工头的1/2的速度移动；当第一激光束反转装置到达了第一激光束反转装置的移动界限时，在第一激光束反转装置维持静止状态的同时，继续移动加工头，使第二激光束反转装置在与加工头的移动方向相同的方向上以加工头的1/2的速度移动。
3.根据权利要求1所述的激光加工机，其中所述加工头、第一激光束反转装置及第二激光束反转装置相对于第一激光光路平行移动；在加工头的全部有效加工宽度上，加工头、第一激光束反转装置及第二激光束反转装置维持相同的光路长度，并且以相同的速度比移动。
4.根据权利要求1所述的激光加工机，其中所述加工头、第一激光束反转装置及第二激光束反转装置相对于第一激光光路平行移动；在加工头的移动速度为V0，第一激光束反转装置的移动速度为V1，第二激光束反转装置的移动速度为V2，加工头的有效加工宽度为LM，任意设定的光路长度为L，可设定的最小光路长度为Lm，L-Lm为L′时，加工头、第一激光束反转装置、第二激光束反转装置的移动速度比满足下式V0∶V1∶V2＝1∶(1-L′/LM)/2∶(1-L′/2LM)。
全文摘要
本发明公开了一种激光加工机，其包括第一激光束反转装置，使来自激光振荡器的激光束反转；以及第二激光束反转装置，使通过第一激光束反转装置反转后的激光束反转、并引入到加工头内。从激光振荡器向第一激光束反转装置的第一激光光路、从第一激光束反转装置向第二激光束反转装置的第二激光光路、以及从第二激光束反转装置向加工头的第三激光光路相互平行。
文档编号B23K26/06GK1693027SQ20051006995
公开日2005年11月9日 申请日期2005年4月30日 优先权日2004年5月7日
发明者川北雅人, 石井幸二, 沼田慎治, 广桥和也 申请人:日酸田中株式会社