專利名稱:激光加工機的光路軸的調(diào)節(jié)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及激光加工機的光路系統(tǒng)的調(diào)節(jié)裝置。
背景技術(shù)：
在激光加工機內(nèi)，將激光束從激光振蕩器傳送到加工焰炬，為了轉(zhuǎn)換其傳送方向而使用被稱為反射鏡的鏡。在該激光束的傳送路(光路)中，需要進行調(diào)節(jié)，以使激光束相對激光加工機的移動軸平行、且通過反射鏡的中心。該調(diào)節(jié)作業(yè)被稱為射束調(diào)準作業(yè)。
在該射束調(diào)準作業(yè)中，由于激光束不是可見光，因此為了知道激光束的位置，而用激光束使通過了置于鏡架中心的十字型靶時的影在置于靶后的紙板或塑料板上形成燒痕，確認其中心。該確認作業(yè)被稱為燃燒(burning)作業(yè)。
在射束調(diào)準作業(yè)中，每次移動激光加工機的軸，都進行該燃燒作業(yè)來確認激光束中心，同時進行調(diào)節(jié)以使激光束和機器軸平行且激光束進到鏡中。由于采用每次移動軸都進行燃燒，每次調(diào)節(jié)鏡都進行燃燒的現(xiàn)有調(diào)節(jié)方法，因此在現(xiàn)有的射束調(diào)準作業(yè)中需要非常多的調(diào)節(jié)工時。
圖6是表示激光加工機的基本結(jié)構(gòu)的說明圖。
激光加工機1具有工件臺10，搭載工件W1。在工件臺10的兩側(cè)設(shè)置導(dǎo)向件12，承載器20移動自如地裝配于X軸方向。在承載器20上裝備沿Y軸方向移動的加工頭30，加工頭30的焰炬40升降自如地支承在Z軸方向。
激光振蕩器50固定在地上，振蕩出的激光束LB利用各鏡M1、M2、M3、M4、M5變更光軸，供給到焰炬40。
圖7是鏡配置的展開圖。
各鏡具備支承鏡的架60、調(diào)節(jié)鏡的安裝角度的1個樞軸70和2條調(diào)節(jié)螺紋件71、72。通過使該調(diào)節(jié)螺紋件71、72轉(zhuǎn)動，調(diào)節(jié)鏡的傾斜，能夠調(diào)節(jié)激光束LB的光軸。
圖8、圖9表示被稱為燃燒法的調(diào)節(jié)方法。
例如，表示對從鏡M2朝向鏡M3的激光束LB的光軸進行調(diào)節(jié)的方法。
首先，從架60上摘下鏡M3，安裝被稱為十字靶80的、在圓孔中具有十字形支柱的構(gòu)件。然后，在十字靶80后方配置靶板90。靶板90使用塑料板或紙板等在照射激光時形成燒痕的構(gòu)件。
若在此狀態(tài)下從激光振蕩器照射低能量的激光束LB，則通過了十字靶80的激光束LB在靶板90上形成燒痕(燃燒)B1。
圖10(a)、(b)、(c)表示各種燃燒B1的形狀。
圖10(b)表示從鏡M2朝向鏡M3的激光束LB的光軸處于正確位置，(a)、(c)表示光軸偏離。
圖11表示采用了所述靶板的燃燒的激光束LB的光路軸的調(diào)節(jié)方法。
操作人員設(shè)置十字靶80和靶板90，使激光振蕩器振蕩出低能量的激光束LB，并目視確認靶板90上的燃燒B1，操作調(diào)節(jié)螺紋件71、72，再次形成燃燒B1。重復(fù)所述作業(yè)直到該燒痕與十字靶80的中心一致。
激光加工機1中，承載器20和加工頭沿X軸、Y軸移動，對加工物K1、加工物K2進行激光加工。因此，鏡M2和鏡M3之間的光程或鏡M3和鏡M4之間的光程始終變化。
調(diào)節(jié)輸入到鏡M3的激光束的光路軸的中心位置使其在X軸上的所有位置與鏡中心一致的作業(yè)，若采用所述方法則需要太多的工時。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種使所述鏡的調(diào)節(jié)簡單化的裝置。
為了實現(xiàn)所述目的，本發(fā)明提供一種激光加工機的光路軸的調(diào)節(jié)裝置，該激光加工機包括具有多個用于將來自激光振蕩器的激光束傳送給加工焰炬的鏡的光路，所述激光加工機的光路軸的調(diào)節(jié)裝置包括在激光所入射的鏡位置安裝的激光束檢測裝置；接收由激光束檢測裝置檢測出的激光束數(shù)據(jù)進行圖像處理并顯示在畫面上的計算機；和射出根據(jù)計算機上的顯示數(shù)據(jù)而調(diào)節(jié)傾斜的激光束的鏡。
并且，激光束檢測裝置包括用于安裝在激光加工機的機器中心位置的適配器；將通過了適配器的激光束分割分支的分光器；吸收由分光器分割的高輸出光束的光束吸收器；和檢測元件，其接收通過了將由分光器分割的另一低輸出光束轉(zhuǎn)換成適于檢測的光束寬度和能量的光學(xué)系統(tǒng)的激光束。
另外，在機器中心位置設(shè)置有十字靶，當激光束通過了機器中心位置時，在激光束檢測裝置中檢測激光束的干涉圖形，由此能夠確認激光束通過了激光加工機的機器中心位置。
進而，不在機器中心位置設(shè)置十字靶，而是設(shè)置有能夠判斷預(yù)設(shè)在激光束檢測裝置的光束位置的顯示畫面上的機器中心位置的標記，從而能夠在顯示畫面上確認激光束通過了激光加工機的機器中心位置。
(發(fā)明效果)本發(fā)明由于具備以上結(jié)構(gòu)，因此能夠在調(diào)節(jié)對象的鏡位置目視確認利用取代受光位置的透鏡而安裝的激光束檢測裝置拍攝到的光束形狀，同時進行透鏡傾斜的調(diào)節(jié)。
因此，能夠在短時間內(nèi)調(diào)節(jié)具備多個鏡的激光束的光路的光軸。
圖1是表示本發(fā)明的激光束光路軸的調(diào)節(jié)裝置的概要的說明圖。
圖2是激光束檢測裝置的說明圖。
圖3是表示干涉光的圖形的說明圖。
圖4是表示本發(fā)明的其他實施例的說明圖。
圖5是表示激光加工機的光路系統(tǒng)的說明圖。
圖6是表示激光加工機的基本結(jié)構(gòu)的說明圖。
圖7是鏡配置的展開圖。
圖8是燃燒法的說明圖。
圖9是燃燒法的說明圖。
圖10是表示燃燒形狀的說明圖。
圖11是表示采用了燃燒的光路軸的調(diào)節(jié)方法的說明圖。
圖中1-激光加工機，10-工件臺，20-承載器，30-加工頭，40-焰炬，50-激光振蕩器，70-樞軸，71、72-調(diào)節(jié)螺紋件，100-激光束檢測裝置，122-十字靶，130-光束吸收器，150-分光器，160-光束聚光光學(xué)系統(tǒng)，170-光束衰減光學(xué)系統(tǒng)，180-激光束檢測圖像元件，200-計算機，210-畫面。
具體實施方式圖1是表示本發(fā)明的激光束光路軸的調(diào)節(jié)裝置的概要的說明圖，圖2是激光束檢測裝置的說明圖。
本發(fā)明的激光束的光軸調(diào)節(jié)裝置包括在光學(xué)系統(tǒng)的鏡部裝配的激光束檢測裝置和用數(shù)據(jù)傳送電纜DL與激光束檢測裝置連結(jié)的計算機200。
還如圖2所示，激光束檢測裝置100包括具有筐體100且設(shè)置在激光束LB的輸入側(cè)的靶架120。
靶架120支承與之前說明的十字靶80同樣的十字靶122。
通過了十字靶122的激光束向分光器150入射。分光器150具有的功能是將具有強大能量的激光束LB分割·分支。
通過了分光器150的激光束LB1由設(shè)置在后方的光束吸收器130吸收。
由分光器105分支后的激光束LB2通過光束聚光光學(xué)系統(tǒng)160，將光束寬度D1縮小到適于檢測的光束寬度D2。
檢測用的光束由光束衰減光學(xué)系統(tǒng)170衰減，輸入給激光束檢測圖像元件180，拍攝成圖像。
拍攝到的十字圖像數(shù)據(jù)，經(jīng)由數(shù)據(jù)傳送電纜DL向配置在需要調(diào)節(jié)的鏡M2附近的計算機200傳送。
計算機200搭載有圖像解析軟件，在畫面210上顯示十字靶圖像C1。若操作人員采用工具T1旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺紋件71、72，則鏡M2的傾斜角度變化，從而激光束LB的光軸角度α變化。隨著該光軸的角度變化，通過十字靶122并拍攝的十字靶圖像C1也變化。因此，操作人員觀察計算機畫面上的十字靶圖像C1，同時操作調(diào)節(jié)螺紋件71、72，調(diào)節(jié)鏡M2的傾斜，以使十字的中心與拍攝的激光束的中心一致。
操作人員在成為調(diào)節(jié)對象的鏡的下游側(cè)的鏡位置安裝了激光束檢測裝置100后，能夠在成為調(diào)節(jié)對象的鏡的場所進行調(diào)節(jié)作業(yè)。
從而，不必如現(xiàn)有那樣每重復(fù)燃燒，都需要在調(diào)節(jié)對象的鏡和其下游側(cè)的鏡位置之間往復(fù)，從而能夠大幅度削減調(diào)節(jié)所需要的工時。
還有，激光束檢測裝置100和計算機200間也可以取代電纜而以無線進行數(shù)據(jù)的發(fā)送。
進而，通過在計算機200上解析圖像，來使光軸的偏移量數(shù)值化，由此還能夠?qū)Σ僮魅藛T顯示以數(shù)值表示的調(diào)節(jié)量。
還有，說明中，用與現(xiàn)有的燃燒(燒痕)B1同樣的圖表示了在計算機200的畫面210上顯示的拍攝圖像C1，不過，本發(fā)明中，通過了十字靶122的激光束，是在通過了分光器150或光束聚光光學(xué)系統(tǒng)160、光束衰減光路系統(tǒng)170等后，用激光束檢測圖像元件180進行拍攝的。
從十字靶122到激光束檢測圖像元件180的距離，比現(xiàn)有的從十字靶80到靶板90的距離長。由十字靶分割的束在該距離中行進期間相互干涉，在激光束檢測圖像元件180上作為干涉光被檢測。
圖3(a)、(b)圖形化表示畫面210上顯示的干涉光。干涉圖形的圖像作為亮度光斑BS的集合體顯示。
亮度光斑BS均勻分布的(a)表示激光束LB與十字靶122的中心一致的情況。
圖(b)中亮度光斑BS顯示出強弱，表示激光束LB偏離十字靶122的中心的情況。
圖4是表示本發(fā)明的其他實施例的光路軸的調(diào)節(jié)裝置的說明圖。
該光路軸的調(diào)節(jié)裝置中，不使用插入激光束的光路中的十字靶。
即，不在靶架120上裝備十字靶，而是激光束LB的中心線LBC在不被十字靶干涉的情況下直接入射到分光器150。
由分光器150分割·分支的激光束LB2通過光束聚光光學(xué)系統(tǒng)160，由光束衰減光學(xué)系統(tǒng)170衰減，輸入給激光束檢測圖像元件180，拍攝成圖像。
該拍攝影像向計算機200傳送，在畫面210上顯示。
拍攝、顯示的亮度光斑BS由于激光束LB不通過具有十字柱的十字靶，因此不形成干涉圖形，能量密度EP成為正規(guī)分布，作為同心圓狀態(tài)的亮度圖形顯示。
在計算機的畫面210上，預(yù)先在相當于機器中心的位置顯示連結(jié)成十字的光標線CL。因此，觀察畫面同時調(diào)節(jié)鏡M2的傾斜，以使亮度光班BS的中心與該光標線CL的交點一致。
圖5是表示激光加工機的光路系統(tǒng)的例的說明圖。
該激光加工機具有在X軸上行駛的承載器20、在承載器20上在Y軸上行駛的加工頭30、和相對加工頭30沿Z軸方向升降的焰炬40。并且，具備在與X軸平行的U軸上行駛的光程修正承載器25。該光程修正承載器25沿與承載器20的行駛相同的方向以承載器20的行駛速度的一半速度移動。
通過具備該光程修正承載器25，從激光振蕩器50到焰炬40的光程始終保持一定。
該激光加工機的光路系統(tǒng)中，來自激光振蕩器50的激光束LB，從鏡M1經(jīng)由鏡M11的11個鏡傳送到焰炬40。
因此，例如，在調(diào)節(jié)從鏡M4到鏡M5的光軸時，在鏡M5的位置安裝本發(fā)明的激光束檢測裝置100，觀察配置在鏡M4附近的計算機200的圖像，同時操作鏡M4的調(diào)節(jié)螺紋件，調(diào)節(jié)光軸。以下，依次通過同樣的工序，進行光軸直到焰炬40的調(diào)節(jié)。
權(quán)利要求
1.一種激光加工機的光路軸的調(diào)節(jié)裝置，該激光加工機包括具有多個用于將來自激光振蕩器的激光束傳送給加工焰炬的鏡的光路，所述激光加工機的光路軸的調(diào)節(jié)裝置包括在激光所入射的鏡位置安裝的激光束檢測裝置；接收由激光束檢測裝置檢測出的激光束數(shù)據(jù)進行圖像處理并顯示在畫面上的計算機；和射出根據(jù)計算機上的顯示數(shù)據(jù)而調(diào)節(jié)傾斜的激光束的鏡。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的激光加工機的光路軸的調(diào)節(jié)裝置，其中，激光束檢測裝置包括用于安裝在激光加工機的機器中心位置的適配器；將通過了適配器的激光束分割分支的分光器；吸收由分光器分割的高輸出光束的光束吸收器；和檢測元件，其接受通過了將由分光器分割的另一低輸出光束轉(zhuǎn)換成適于檢測的光束寬度和能量的光學(xué)系統(tǒng)的激光束。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的激光加工機的光路軸的調(diào)節(jié)裝置，其中，在機器中心位置設(shè)置有十字靶，當激光束通過了機器中心位置時，在激光束檢測裝置中檢測激光束的干涉圖形，由此能夠確認激光束通過了激光加工機的機器中心位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的激光加工機的光路軸的調(diào)節(jié)裝置，其中，不在機器中心位置設(shè)置十字靶，而是設(shè)置有能夠判斷預(yù)設(shè)在激光束檢測裝置的光束位置的顯示畫面上的機器中心位置的標記，從而能夠在顯示畫面上確認激光束通過了激光加工機的機器中心位置。
專利摘要
提供一種提高設(shè)置在激光加工機的激光傳送用光路上的鏡的光軸的調(diào)節(jié)作業(yè)效率的裝置。從激光加工機的激光振蕩器輸出的激光束(LB)經(jīng)由設(shè)置在光路上的多個鏡(M
文檔編號B23K26/067GK1990154SQ200610172523
公開日2007年7月4日 申請日期2006年12月26日
發(fā)明者山崎恒彥, 宮川直臣 申請人:山崎馬扎克公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan