專利名稱：光加工裝置的制作方法
技術(shù)范圍本發(fā)明是關(guān)于用激光進行光加工作業(yè)的光加工裝置。
背景技術(shù)：
圖2的以往的光加工裝置是把從將電能(電線路圖沒有畫出)變換成光能輸出的半導(dǎo)體激光器101射出的光加以集光，并將此光照射到工件111上的裝置。在用于加工用途的光加工裝置中，為有效利用所發(fā)生的光能而對半導(dǎo)體激光器101的輸出端面102和構(gòu)成集光光學(xué)系的透鏡組105的表面作了防止光反射的特殊表面處理。在此表面當出現(xiàn)諸如因結(jié)露等原因而有水滴附著時，半導(dǎo)體激光器101的輸出端面102及透鏡組105的表面就受到影響，輸出便會不充分。
為防止出現(xiàn)這種問題，原來的加工裝置具有在設(shè)置半導(dǎo)體激光器101及透鏡組105的密封狀的室內(nèi)103中放置的干燥劑113，以使得半導(dǎo)體激光器101的輸出端面102的表面不能附著水滴等污染物。
用所聚集的光進行結(jié)合等的加工時，必須供給對工件111的加工部分112四周用空氣進行(屏蔽)保護的保護氣體110。為此，通常，使用在與光加工裝置不同的位置、角度安裝著的旁置噴嘴108供給保護氣體110。
半導(dǎo)體激光器和透鏡組105為產(chǎn)生大量發(fā)熱的發(fā)熱要素。特別是半導(dǎo)體激光器101主要采用水冷卻結(jié)構(gòu)，但也有利用珀爾帖效應(yīng)使用電子冷卻方式的。在透鏡組105中，加工時用于固定透鏡的箱子104的溫度變化大時，隨溫度變化，集光的透鏡組105的位置精度、光學(xué)精度都受到影響，集光性能，即加工性能要發(fā)生變化。為此，有透鏡組105的一部分也采用水冷的加工裝置。
另外，為了保護透鏡組105免受由工件111加工部分112產(chǎn)生的光束等污染氣體，塵埃等粒子的影響，而在透鏡組中安裝了玻璃蓋107。
在原來的加工裝置所采用的防潮、防塵方法中，需要強化室103的密封性能，因此放置半導(dǎo)體激光器101和透鏡組105的光加工裝置的結(jié)構(gòu)就得變復(fù)雜了。且因為需要定期更換干燥劑113等的原因，所以使得該加工裝置的操作也變得很煩雜。
另外，由于供給保護氣體110以對工件111的加工部分112進行氣體保護的旁置噴嘴108的安裝角度θ、與加工部分的矩距離d、由加工方向X和旁置噴嘴104所構(gòu)成的角度γ的影響，有時會發(fā)生將周邊空氣卷入，因而不能對加工部分112進行良好保護的情況。
為了降低加工中光加工裝置的溫度，半導(dǎo)體激光器101主要采用水冷卻結(jié)構(gòu)。采用其他冷卻方式時，時有發(fā)生下述情況發(fā)生當室內(nèi)103的溫度上升時半導(dǎo)體激光器101內(nèi)部的冷卻端和熱源間的溫度梯度增大，熱源，即發(fā)光部分的溫度上升，對半導(dǎo)體激光器101的壽命產(chǎn)生很大影響。
又，在用水對透鏡組105進行冷卻時由于要確保水密性，結(jié)構(gòu)復(fù)雜化及隨之而來的加工成本提高等問題使得對整個透鏡組5進行冷卻變得很困難，難以保證加工性能穩(wěn)定。另外，玻璃蓋107直接暴露于污染氣體和加工產(chǎn)生的粒子中而迅速被污染，因此為了防止加工性能的降低需要早早予以更換，其加工工時，加工費用就成問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種容易操作而又加工性能良好的光加工裝置。
上述光加工裝置具有激光光源，其裝置內(nèi)部收納激光光源、由導(dǎo)入氣體的導(dǎo)入口和排出氣體的排氣口形成的箱體，設(shè)置在激光光源射出的激光進路上的透鏡，用于固定透鏡的透鏡座，以及被覆激光座外周、在透鏡座之間形成使氣體流動空隙的筒體。
附圖的簡單說明

圖1為表示按本發(fā)明實施形態(tài)作成的光加工裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)剖面圖。
圖2為說明原來的光加工裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)和加工狀態(tài)的主要部分剖面圖。
實施發(fā)明的最佳形態(tài)用圖1對本發(fā)明實施形態(tài)光加工裝置予以說明。光加工裝置使用加工用的以氬和氮為主要成分的焊接用保護氣體10。氣體10從作為氣體導(dǎo)入口的氣體入口9進入室內(nèi)3，再通過作為被水冷卻的激光光源的半導(dǎo)體激光器1及其周圍的光學(xué)系統(tǒng)。之后，氣體10通過作為在透鏡座周圍設(shè)置的氣體排出口的縫隙14，在箱4和透鏡座6之間的空隙流動，經(jīng)噴嘴8整流后，作覆蓋住工件11的加工部分狀地流出至外部。
氣體10藉由精加工，能在室內(nèi)3中長期保持干燥，具有防塵效果。與此同時，氣體10能吸收半導(dǎo)體激光器1及其周圍光學(xué)系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量，與僅用水對半導(dǎo)體激光器1冷卻的情況相比，由于增加了空氣的冷卻作用而使冷卻效果得到提高。再者，氣體10在透鏡座6的四周流動，由于空冷作用而能控制透鏡座8的溫度提高，使光學(xué)系統(tǒng)的溫度得以維持。氣體10的流向因噴嘴8的作用而發(fā)生變化，其一部分沿玻璃蓋7的表面流動，上述玻璃蓋7用來保護透鏡表面免受自加工部分12發(fā)生的光束等污染氣體、塵埃等發(fā)生粒子的損害的。因此，氣體10可防止污染氣體和發(fā)生粒子到達玻璃蓋7的表面，防止加工表面受到污染因而可使裝置的加工性能穩(wěn)定。
氣體10與經(jīng)透鏡組5集光進行照射的光同軸，從噴嘴8噴出吹向工件11，且能均勻地保護(遮蔽)加工部分12。因此能得到受加工方向、加工距離影響小的穩(wěn)定的保護效果。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明的光加工裝置因為其半導(dǎo)體激光器及其周圍的光學(xué)系統(tǒng)是在非常清潔的氣體中運作的，因而其防塵防潮和可靠性都得到了提高。在半導(dǎo)體激光器及其周圍的光學(xué)系統(tǒng)中產(chǎn)生的熱量也可用空氣進行冷卻，因而與僅用水冷卻的裝置相比，其壽命也得到提高。
此外，本發(fā)明的光加工裝置是用空氣冷卻光學(xué)系統(tǒng)的因而可保持光學(xué)精度，加工性能也穩(wěn)定。
又，本發(fā)明的光加工裝置能防止加工部分產(chǎn)生的污染氣體和污染粒子到達光加工裝置表面，因而可以降低維修工時和費用。
再有，加工部分可用加工氣體進行可靠的保護因而加工質(zhì)量得到提高。
權(quán)利要求
1.一種光加工裝置，其特征在于，所述光加工裝置具有激光光源，其裝置內(nèi)部收納激光光源、由導(dǎo)入氣體的導(dǎo)入口和排出氣體的排氣口形成的箱體，設(shè)置在激光光源射出的激光進路上的透鏡，用于固定透鏡的透鏡座，以及被覆激光座外周、在透鏡座之間形成使所述排出的氣體流動的空隙的筒體。
2.如權(quán)利要求1所記載的光加工裝置，其特征在于，所述光加工裝置具有與上述筒體的激光射出部分相接、帶有比上述射出部分更小直徑的前端的噴嘴，流動于上述空隙中的氣體流入上述噴嘴內(nèi)。
3.如權(quán)利要求2所記載的光加工裝置，其特征在于，所述噴嘴具有使所述氣體沿上述筒的所述射出部分流動的形狀。
4.如權(quán)利要求2或3所記載的光加工裝置，其特征在于，所述氣體以與上述激光射出方向為同一的方向地，從上述噴嘴中流出。
5.如權(quán)利要求2-4之任一項所記載的光加工裝置，其特征在于，所述透鏡座和所述筒具有圓筒形狀，所述噴嘴具有在其前端部設(shè)有開口部的圓錐形狀，并覆蓋上述激光器的所述筒體射出部分。
6.如權(quán)利要求1-5之任一項所記載的光加工裝置，其特征在于，所述氣體為焊接保護氣體。
全文摘要
本發(fā)明提供可靠性高，焊接質(zhì)量穩(wěn)定的光加工裝置。該光加工裝置在加工氣體流經(jīng)的通道上配置有半導(dǎo)體激光器及光學(xué)系統(tǒng)，氣體對半導(dǎo)體激光器及光學(xué)系統(tǒng)有防潮塵作用，同時又能對其進行冷卻。在該裝置的光學(xué)系統(tǒng)座架中流動的氣體能提高光學(xué)系統(tǒng)的冷卻效果，提高光學(xué)精度。且在對工件噴射加工氣體的噴嘴內(nèi)有在玻璃蓋表面流動的氣體而能防止玻璃蓋表面的損傷、污染。加工氣體與光的輸出方向同軸噴出，因而能提高噴射和加工部分的保護性能。
文檔編號B23K26/14GK1394156SQ01803425
公開日2003年1月29日 申請日期2001年11月6日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月7日
發(fā)明者藤井孝治, 平澤一成, 長安同慶, 龍?zhí)谜\ 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社