激光加工机以及激光加工方法_2

文档序号:9382189阅读:来源:国知局
时,能够避免产生加工不良的工件(W)。并且,在温度上升较少而为修正判定用阈值以下的情况、例如根据检测温度计算出的焦点位置的修正量为能够通过上述焦点位置调节机构(16)进行调整的分辨率以下那样的情况下,不使上述焦点位置修正单元(25)进行修正,由此能够省略无用的运算处理,并且能够避免与频繁的修正运算相伴随的不稳定性,能够消除无用的焦点位置修正。
[0029]在本发明中,也可以设置有加工调整指令单元(39),该加工调整指令单元(39)为,在上述第二焦点变动量计算单元(37)计算出的焦点位置的变动量超过加工调整判定用阈值的情况下,进行基于上述激光振荡器(5)的激光输出的调整以及基于上述移动机构
(6)的移动速度的调整中的某一方或者双方。
[0030]在焦点位置的变动量过大而不能够进行与该变动量相匹配的焦点位置的适当修正的情况下,熔渣的产生变得过剩、或者由于输出不足而不能进行切割等激光加工。在这种情况下,通过使激光输出变化或者改变工件(W)与激光加工头(4)的相对移动速度,由此能够在加工质量在实用上足够的范围内进行加工。
[0031]请求范围及/或说明书及/或附图所公开的至少2种构成的任何组合也包含于本发明。尤其是,请求范围的各请求项的2个以上的任意组合也包含于本发明。
【附图说明】
[0032]根据以附图为参考的以下的优选实施方式的说明,能够更清楚地理解本发明。但是,实施方式以及附图仅用于图示以及说明,并不应该用于限定本发明的范围。本发明的范围由请求范围确定。在附图中,多个图中的相同符号表示相同或相当的部分。
[0033]图1是将表示本发明一个实施方式的激光加工装置的概要的立体图以及框图组合的说明图。
[0034]图2A是表示该激光加工装置的激光加工头的正常状态的断裂侧视图。
[0035]图2B是表示该激光加工装置的激光加工头的脏污状态的断裂侧视图。
[0036]图3是该激光加工装置的概念构成的框图。
[0037]图4是除图3以外作为参考而表示该激光加工装置的概念构成的框图。
[0038]图5是表示该激光加工装置的光学系统整体对应修正单元的处理内容的流程图。
[0039]图6是表示该激光加工装置的保护玻璃对应修正单元的处理内容的流程图。
[0040]图7是表示该激光加工装置的加工准备单元的处理内容的流程图。
[0041]图8是表示激光加工装置的照射时间与焦点变动的关系例的曲线图。
[0042]图9A是表不系数相对于时间的关系的曲线图。
[0043]图9B是表示焦点变动量与焦点修正量的关系的说明图。
【具体实施方式】
[0044]参考【附图说明】本发明一个实施方式的激光加工机和激光加工方法。根据图1,该激光加工机是具备加工机主体I和进行该加工机主体I的控制的数字控制装置等加工机主体控制装置2、并进行激光切割加工等的装置,设置有成为本实施方式的特征的脏污对应修正等运算装置3。脏污对应修正等运算装置3是对加工机主体控制装置2发出对于光学系统的脏污进行修正等对应的指令的单元。脏污对应修正等运算装置3也可以设置为加工机主体控制装置2的一部分。
[0045]加工机主体I具备激光加工头4、激光振荡器5、以及使激光加工头4相对于工件W相对移动的移动机构6。在本实施方式中,将工件W设为固定侧,将激光加工头4设为移动侧,工件W载放在工件台7上。工件W为钢板等矩形板材。移动机构6构成为,在沿前后方向(X轴方向)在基座8上进行移动的前后移动台9上,经由左右移动体(未图示)而能够沿左右方向(Y轴方向)进行移动地设置有激光加工头4,移动机构6具备分别进行前后方向以及左右方向的上述移动的马达(未图示)。另外,在激光加工头4自身或者支承激光加工头4的上述左右移动体上,也可以具有通过驱动源(未图示)使激光加工头4在与X-Y平面垂直的方向上升降的机构(未图示)。激光振荡器5振荡的激光经由激光传送路10输送到激光加工头4。激光振荡器5既可以是光纤激光器等固体式激光振荡器、也可以是C02激光器等气体式激光振荡器,但在本实施方式中为固体式激光振荡器。
[0046]如图2A所示,激光加工头4为,在筒状的壳体4a内在与X-Y平面垂直的方向上,从上侧朝向下侧依次设置有多个光学元件即准直透镜11、聚光透镜12以及保护玻璃13。通过该准直透镜11、聚光透镜12以及保护玻璃13,构成激光加工头4的光学系统15。另外,图2B表示在保护玻璃13的表面上附着有脏污的状态。
[0047]在激光加工头4中,除此以外还设置有加工气体(也称为辅助气体)的喷嘴(未图示),并且设置有进行光学系统15、例如聚光透镜12的焦点调节的焦点位置调节机构16(图3)。在该激光加工头4上设置有检测保护玻璃13的温度的温度检测器17。温度检测器17优选为能够非接触地进行检测的检测器,使用辐射温度计等。
[0048]在图3中,加工机主体控制装置2包括计算机式的数字控制装置以及可编程控制器等,按照加工程序(未图示)进行激光加工机主体I的控制。加工机主体控制装置2具有依次读取加工程序的命令而生成与该命令对应的各种指令的基本控制单元21,除此以外还具有焦点控制单元22、移动控制单元23以及激光输出控制单元24。该焦点控制单元22、移动控制单元23以及激光输出控制单元24,按照从基本控制单元21赋予的指令,通过各个单元22?24所具有的控制功能,分别控制焦点位置调节机构16、移动机构6以及激光振荡器5。焦点位置修正单元25是使焦点控制单元22进行修正的单元,具体的功能在之后说明。在加工机主体控制装置2上设置有液晶显示装置等显示图像的显示装置26。
[0049]另外,图4为将图3的内容简化而作为参考表示的框图。
[0050]在图3中,脏污对应修正等运算单元3由与加工机主体控制装置2连接的个人计算机或微型计算机等构成,具有光学系统整体对应修正单元31、保护玻璃对应修正单元32以及加工准备单元33,并且具有数据存储单元34。
[0051]光学系统整体对应修正单元31是主要进行与光学系统15整体的温度变化相对的修正量的计算的单元,具有第一焦点变动量计算单元35以及计时器36。如后述的详细情况那样,光学系统整体对应修正单元31进行在图5中用流程图表示的处理。
[0052]保护玻璃对应修正单元32是主要进行与保护玻璃13的脏污相对的修正量的计算的单元,具有第二焦点变动量计算单元37、中止修正判定单元38以及加工调整指令单元39。如后述的详细情况那样,保护玻璃对应修正单元32进行在图6中用流程图表示的处理。
[0053]加工准备单元33是如下单元:在加工程序的执行开始前,对离加工点最近的光学元件(在本例中为保护玻璃13)照射一定时间的激光,将预先设定的与温度相对的多个阈值与常时测定的光学元件的温度进行比较,判断是否能够在加工质量在实用上足够的范围内完成加工程序的执行,将保护玻璃13等光学元件的状态确认向加工机主体控制装置2通知,加工准备单元33进行在图7中用流程图表示的处理。另外,加工机主体控制装置2将从脏污对应修正等运算装置3送来的各种通知显示在显示装置26的画面中。
[0054]数据存储单元34是存储用于上述修正量的计算等的各种数据的单元。
[0055]光学系统整体对应修正单元31中的第一焦点变动量计算单元35为,作为一例,根据从激光加工头4照射激光的照射时间与停止时间的时间差,通过确定的计算公式来计算与光学系统15整体的温度变化相对的焦点位置的变动量。计算出的焦点位置的变动量向加工机主体控制装置2发送。计时器36对上述照射时间与停止时间的时间差进行计时。也可以代替上述照射时间与停止时间的时间差,而根据光学系统15整体的温度的检测值来计算焦点位置的变动量。例如,通过设置在激光加工头4上的温度检测器(未图示)来进行光学系统15整体的温度的
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