CN101077550A

CN101077550A - 激光加工机的光束模式自动选择装置

Info

Publication number: CN101077550A
Application number: CN 200610084798
Authority: CN
Inventors: 山崎恒彦; 宫川直臣
Original assignee: Yamazaki Mazak Corp
Current assignee: Yamazaki Mazak Corp
Priority date: 2006-05-22
Filing date: 2006-05-22
Publication date: 2007-11-28

Abstract

本发明提供一种在激光加工机的激光谐振装置中，限制激光束的外径尺寸，自动选择光束模式的装置。激光谐振装置(100)，在筐体(110)内振荡激光束(LB)，经由输出透镜(130)向加工激光枪(10)供给。设在与激光束(LB)的轴心正交的方向上的光束模式自动选择装置(200)，具有由线性引导件引导的节流部件(220)。由设在壳体(210)的外部的缸(240)驱动活塞杆(244)，活塞杆(244)驱动具有一方的磁极性的永久磁铁(250)。非接触地驱动安装在节流部件(220)上的具有另一方的磁极性的永久磁铁(230)，而自动选择节流部件(220)的开口部(222)、(224)。

Description

激光加工机的光束模式自动选择装置

技术领域

本发明涉及激光加工机中的自动变更激光束的直径来选择光束模式的光束模式自动选择装置。

背景技术

图5是表示从激光谐振器输出的激光束径和光束模式的关系及对加工效率的影响的说明图。

在由符号1表示整体的激光谐振器内发生的激光束LB，被折返镜5折返，投向激光加工用的激光枪10。在激光枪10内配设聚光透镜20，对大致作为平行光线状的光束投射的激光束进行聚光，从激光嘴30对焦在工件(加工物)W1、W2上，对工件W1、W2实施激光加工。

如图5(a)所示，在工件W1的厚度尺寸大时，例如在采用板厚在25mm～6mm的范围的钢板时，增大从谐振器1输出的激光束LB的直径尺寸D1。如果增大激光束LB的径尺寸，表示激光束的能量的光束模式，就形成所谓的多模式MM。

在是该多模式MM时，聚光在工件W1上的聚光点增大。利用该直径尺寸大的聚光点，将大量的能量投射在工件W1上，能够高速且高质量地加工厚板的工件W1。

另外，如图5(b)所示，在工件W2的厚度尺寸小时，例如在采用板厚在6mm～0.2mm的范围的钢板时，减小从谐振器1输出的激光束LB的直径尺寸D2。如果减小激光束LB的直径尺寸D2，表示激光束的能量的光束模式，就形成所谓的单模式SM。

在该单模式SM时，聚光在工件W2上的聚光点减小。利用该径尺寸小的聚光点，将能量集中在工件W2的一点上，能够高速且高质量地加工薄板的工件W2。

另外，下述的专利文献公开了输出模式的切换装置。

专利文献1：特开平8-19888号公报

要得到该大的激光束径D1，通过在谐振器1内装备内径尺寸大的称为开口的节流部件A1能够实现。同样，要得到该小的激光束径D2，通过在谐振器1内装备内径尺寸小的开口A2能够实现。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种在激光加工机中，根据要加工的工件的板厚或材质等，自动地选择开口的直径尺寸的装置。

本发明的激光加工机的光束模式自动选择装置，作为基本的机构，具备：节流部件，其配置在激光加工机的激光谐振装置的筐体内并具有用于调节激光束的外径尺寸的多个不同的内径尺寸；引导节流部件的装置；永久磁铁，其安装在节流部件上，具有一方的磁极性；设在激光谐振装置的筐体外侧的驱动装置；永久磁铁，其安装在驱动装置上，具有与节流部件上的永久磁铁相对的另一方的磁极性。

另外，引导节流部件的装置是线性引导件，驱动装置是活塞缸。

此外，引导旋转臂状的节流部件的装置是旋转轴承，驱动装置是脉冲马达。

本发明的激光加工机的光束模式自动选择装置，通过具有以上的机构，能够在真空状态下封入***体的激光振荡装置的筐体内配设节流部件，从筐体的外部非接触地操作节流部件，安全且可靠地选择激光束模式。因此，能够自动地得到最适合加工条件的光束模式。

附图说明

图1是表示本发明的实施例的说明图。

图2是节流部件的主视图。

图3是表示本发明的另一实施例的说明图。

图4是节流部件的主视图。

图5是光束模式的说明图。

图中：10-激光加工激光枪，20-聚光透镜，30-激光嘴，100-激光振荡装置，110-筐体，120-反射镜，130-输出透镜，200-光束自动选择装置，212-导轨，214-线性引导件，220-节流部件(调节部件)，222、224-开口部(小孔)，230-永久磁铁，240-缸，242-活塞，244-活塞杆，250-永久磁铁。

具体实施方式

图1是表示本发明的激光加工机的光束模式自动选择装置的简要构成的说明图，图2是节流部件的主视图。

用符号100表示整体的激光振荡装置，具有筐体110，筐体内保持真空状态，封入***体。在筐体110内，配设反光镜等光学系120，振荡出激光束LB。

激光束LB，从振荡装置的输出透镜130输出给未图示的光路侧，由光路内的折返镜5送向激光枪10侧。

输入给激光枪10的激光束，被聚光透镜20聚光，从激光嘴30照射在工件W上。

用符号200表示整体的光束模式自动选择装置，具有相对于由反射镜等构成的激光振荡器的筐体110，向垂直方向延伸的箱体210，在箱体210内设置导轨212。

相对于该导轨212滑动自如地支持线性引导件214，相对于线性引导件214安装板状的节流部件220。

也如图2所示，节流部件220具有第1开口部222和第2开口部224。第1开口部222按与多模式的输出模式对应的大口径D1形成，第2开口部224按与单模式的输出模式对应的小口径D2形成。

节流部件220，在线性引导件214相反一侧的面上安装具有一方的磁极性(S)的永久磁铁230。

隔着箱体210地与节流部件220平行设置缸240。缸240内的活塞242，例如由气体驱动。

在活塞杆244的顶端，安装具有另一方的磁极性(N)的永久磁铁250。

如果永久磁铁250与活塞杆244一同移动，箱体210内的永久磁铁230追随移动，节流部件220也随之在导轨212上滑动。

通过该动作，能够有选择地在激光束的振荡光路系***节流部件的第1开口部222和第2开口部224。因此，能够将聚光束LB的口径任意地切换为产生多模式的口径和产生单模式的口径。

因此，通过在激光加工机的NC程序内，与工件的板厚、材质、加工条件等对应地附加自动选择光束模式的功能，能够自动地选择最适合的光束模式。

因此，能够根据最佳的加工条件，实施高速且高质量的激光加工。

本发明的光束模式自动选择装置，能够在激光束振荡光学系的箱体的内部装备节流部件，通过配设在箱体外部的控制器，能够非接触地操作节流部件。因此，光束模式的变更流畅，此外也能得到稳定的光束模式。

图3、图4是表示本发明的另一实施例的说明图。

激光束振荡装置300，具有激光振荡器的端板310，在端板310的一端侧安装激光振荡光路系的光路管320。

在端板310的另一端上设置激光反射镜330。另外，在设在该端板310上的空间350的开口部上安装光束模式自动选择装置400。

光束模式自动选择装置400，具有与端板310的开口部350对向安装的壳体410。在壳体410上，经由轴承442，旋转自如地安装旋转轴440。在旋转轴440上旋转自如地安装旋转臂430。

如图4所示，旋转臂430上形成多个开口部432、434、436，在开口部上形成直径尺寸不同的小孔。

在本实施例中，具备3个开口部，但也能够任意设定开口部的个数。

在旋转轴的端部安装圆筒状的具有一方的磁极性(S)的永久磁铁450。在永久磁铁450的外侧安装箱体420，箱体的内部与端板310的空间350连通。

在安装在壳体412上的脉冲马达460的输出轴462上，安装具有另一方的磁极性(N)的永久磁铁470。该永久磁铁470，隔着箱体420非接触地与永久磁铁450对向。

脉冲马达460的旋转，经由永久磁铁470，传递给旋转臂430侧的永久磁铁450，能够选择任意的小孔。

本发明，如上所述，利用装备在筐体外部的驱动机构，非接触地操作配设在激光谐振器的筐体内部的节流部件，且该筐体内部维持高真空度并封入需要的气体。

因此，能够不影响激光谐振器内的保护气氛地自动地选择激光加工机的光束模式。

Claims

1.一种激光加工机的光束模式自动选择装置，具备：

节流部件，其配置在激光加工机的激光谐振装置的筐体内，具有用于调节激光束的外径尺寸的多个不同的内径尺寸；

引导节流部件的装置；

安装在节流部件上的永久磁铁，其具有一方的磁极性；

设在激光谐振装置的筐体外侧的驱动装置；

安装在驱动装置上的永久磁铁，其具有与节流部件上的永久磁铁相对的另一方的磁极性。

2.如权利要求1所述的激光加工机的光束模式自动选择装置，其中，引导节流部件的装置是线性引导件，驱动装置是活塞缸。

3.如权利要求1所述的激光加工机的光束模式自动选择装置，其中，引导旋转臂状的节流部件的装置是旋转轴承，驱动装置是脉冲马达。