加工装置及加工方法制造方法及图纸

提供一种简单的结构且能够进行更高精度的加工的加工装置及加工方法。加工装置具有照射头(16)和控制装置，照射头(16)具有激光回转部(35)和聚光光学系统(37)，激光回转部(35)具有第一棱镜(51)、第二棱镜(52)、第一旋转机构(53)、第二旋转机构(54)。控制装置至少基于被加工构件的热影响层与激光的回转速度之间的关系来调整第一棱镜(51)及第二棱镜(52)的转速和相位角之差。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】加工装置及加工方法
本专利技术涉及向加工对象的构件照射激光而进行加工的加工装置及加工方法。
技术介绍
作为对被加工构件进行切断或开孔等加工的加工装置，存在使用激光的加工装置(例如，参照专利文献1及专利文献2)。专利文献1及专利文献2记载的加工装置通过向被加工构件照射激光，而对被加工构件进行切断或开孔。而且，在专利文献1中记载了一种向被加工构件照射至少2种波长的激光而进行孔加工的激光加工方法，所述加工方法具有：将点径比孔径小的第一激光沿着孔的内周进行照射加工的步骤；及将点径比孔径小且波长比第一激光长的第二激光向比孔的内周靠内侧处照射的步骤，利用后一步骤对在前一步骤未被加工而残留的部分进行加工。而且，在专利文献1中记载了使电流镜组合来使第一激光的照射位置错开的装置。在专利文献2中记载了如下技术：形成为在保持透镜的构造体上设置线圈且在基体上设置永久磁铁的结构，通过驱动线圈而使透镜进行旋转运动，从而使聚光点回转。而且，在本申请人在先申请的专利文献3中记载了一种加工装置，具备CO2激光振荡器及受激准分子激光振荡器，使用CO2激光射束和受激准分子激光射束作为2个激光，通过照射CO2激光射束而进行了塑料构件或FRP构件的切断或开孔之后，接着将受激准分子激光射束向该切断面及附近照射而除去在该切断面产生的碳化层或热影响层。专利文献3记载的加工装置将受激准分子激光射束形成为其横截面为环状的激光射束，在该激光射束的中空部插通CO2激光射束，使两激光射束的光轴相同，之后，利用同一传送路径传送两激光射束，引导至塑料构件或FRP构件的切断或开孔加工部的附近，在该附近再次将两激光射束分离。在先技术文献专利文献专利文献1：日本特开2011-110598号公报专利文献2：日本专利第2828871号公报专利文献3：日本专利第2831215号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题如专利文献1及专利文献2记载的加工装置那样，通过使激光的照射位置回转，能够适当地对被加工构件进行加工。而且，如专利文献3记载的加工装置那样，通过使用2个激光能够对被加工构件适当地进行加工。然而，专利文献1至专利文献3记载的加工装置存在为了提高加工精度而需要使装置结构变得复杂这样的课题。本专利技术鉴于上述情况而作出，其目的在于提供一种简单的结构且能够进行更高精度的加工的加工装置及加工方法。用于解决课题的方案为了解决上述的课题，实现目的，本专利技术的加工装置向被加工构件照射激光而进行加工处理，其特征在于，具有：照射头，具有使所述激光相对于所述被加工构件回转的激光回转部和使在所述激光回转部回转后的所述激光聚光的聚光光学系统，且向所述被加工构件照射所述激光；及控制装置，控制所述照射头的动作，所述激光回转部具有使所述激光折射的第一棱镜、配置在与所述第一棱镜面对的位置并使从该第一棱镜输出的所述激光折射的第二棱镜、使所述第一棱镜旋转的第一旋转机构、及使所述第二棱镜旋转的第二旋转机构，所述控制装置至少基于所述被加工构件的热影响层的允许厚度与向所述被加工构件照射的所述激光的回转速度之间的关系，控制所述第一旋转机构及所述第二旋转机构，并调整所述第一棱镜及所述第二棱镜的转速与相位角之差。另外，在上述加工装置中，优选的是，所述第一旋转机构具有保持所述第一棱镜且所述激光的光路的部分为中空的第一主轴、及将所述第一主轴旋转自如地内插并驱动该第一主轴旋转的第一中空电动机，所述第二旋转机构具有保持所述第二棱镜且所述激光的光路的部分为中空的第二主轴、及将所述第二主轴旋转自如地内插并驱动该第二主轴旋转的第二中空电动机。另外，在上述加工装置中，优选的是，所述第一中空电动机与所述第二中空电动机的相位角之差的误差为0.1°以内。另外，在上述加工装置中，优选的是，所述加工处理包括切断加工、开孔加工、焊接加工、包层加工、表面改性加工、表面精加工、激光层叠造形中的至少1个。另外，在上述加工装置中，优选的是，所述控制装置通过控制所述第一棱镜及所述第二棱镜的转速来控制所述热影响层的允许厚度。另外，在上述加工装置中，优选的是，所述热影响层包括再熔融层、氧化层、裂纹、粘渣中的至少1个。另外，在上述加工装置中，优选的是，所述被加工构件由因科内尔(注册商标)、哈斯特洛伊(注册商标)、不锈钢、陶器、钢、碳素钢、耐热钢、陶瓷、硅、钛、钨、树脂、塑料、纤维强化塑料、复合材料、Ni基耐热合金中的任一材料制成。另外，在上述加工装置中，优选的是，所述控制装置至少基于所述被加工构件的热影响层的允许厚度、向所述被加工构件照射的所述激光的回转速度、所述激光的回转半径的关系，控制所述第一旋转机构及所述第二旋转机构，并调整所述第一棱镜及所述第二棱镜的转速与相位角之差。为了解决上述的课题，实现目的，本专利技术的加工方法是向被加工构件照射激光而进行加工处理，其特征在于，具有如下步骤：输出步骤，输出激光；决定步骤，至少基于所述被加工构件的热影响层的允许厚度与向所述被加工构件照射的所述激光的回转速度之间的关系，来决定第一棱镜及第二棱镜的转速与相位角之差；旋转步骤，使第一旋转机构及第二旋转机构以决定了的转速与相位角之差进行旋转；及照射步骤，使所述激光相对于所述被加工构件回转并照射。另外，在上述加工方法中，优选的是，所述加工处理包括切断加工、开孔加工、焊接加工、包层加工、表面改性加工、表面精加工、激光层叠造形中的至少1个。另外，在上述加工方法中，优选的是，所述热影响层包括再熔融层、氧化层、裂纹、粘渣中的至少1个。另外，在上述加工方法中，优选的是，所述决定步骤至少基于所述被加工构件的热影响层的允许厚度、向所述被加工构件照射的所述激光的回转速度、所述激光的回转半径的关系，来决定所述第一棱镜及所述第二棱镜的转速与相位角之差。专利技术效果根据本专利技术的加工装置及加工方法，仅通过改变第一棱镜与第二棱镜的相位角之差就能改变向被加工构件照射的激光的回转半径，因此起到能够形成为简单的结构这样的效果。而且，控制第一棱镜与第二棱镜的相位角之差并使向被加工构件照射的激光的回转半径可变，由此能够以更适合加工条件的回转半径进行加工处理。由此，能够满足要求的加工品质，起到能够高速地进行更高精度的加工这样的效果。附图说明图1是表示第一实施方式的加工装置的结构例的示意图。图2是表示第一实施方式的照射头的概略结构的说明图。图3是将第一实施方式的照射头的从激光回转部到喷嘴为止放大表示的放大示意图。图4是向被加工构件照射的激光的照射位置的说明图。图5是开孔加工后的被加工构件的截面的说明图。图6是表示加工装置的控制动作的一例的流程图。图7是加工装置照射的激光的照射动作的说明图。图8是表示加工装置照射的激光的轨迹的一例的示意图。图9是表示加工装置照射的激光的轨迹的一例的示意图。图10是表示加工装置照射的激光的轨迹的一例的示意图。图11是表示分多次进行开孔加工时的激光的轨迹的一例的示意图。图12是由加工装置进行的切断加工的动作的说明图。图13是被切断加工后的被加工构件的热影响层的说明图。图14是由加工装置进行的焊接加工的动作的说明图。图15是被焊接加工后的被加工构件的热影响层的说明图。图16是由加工装置进行的包层加工的动作的说明图。图17是包层加工后的被加工构件的热影响层的说明图。图18是由加工装置进行的表面改性加本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种加工装置，向被加工构件照射激光而进行加工处理，所述加工装置的特征在于，具有：照射头，具有使所述激光相对于所述被加工构件回转的激光回转部和使在所述激光回转部回转后的所述激光聚光的聚光光学系统，且向所述被加工构件照射所述激光；及控制装置，控制所述照射头的动作，所述激光回转部具有使所述激光折射的第一棱镜、配置在与所述第一棱镜面对的位置并使从该第一棱镜输出的所述激光折射的第二棱镜、使所述第一棱镜旋转的第一旋转机构、及使所述第二棱镜旋转的第二旋转机构，所述控制装置至少基于所述被加工构件的热影响层的允许厚度与向所述被加工构件照射的所述激光的回转速度之间的关系，控制所述第一旋转机构及所述第二旋转机构，并调整所述第一棱镜及所述第二棱镜的转速与相位角之差。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.02.27 JP 2013-0380081.一种加工装置，向被加工构件照射激光而进行加工处理，所述加工装置的特征在于，具有：照射头，具有使所述激光相对于所述被加工构件回转的激光回转部和使在所述激光回转部回转后的所述激光聚光的聚光光学系统，且向所述被加工构件照射所述激光；及控制装置，控制所述照射头的动作，所述激光回转部具有使所述激光折射的第一棱镜、配置在与所述第一棱镜面对的位置并使从该第一棱镜输出的所述激光折射的第二棱镜、使所述第一棱镜旋转的第一旋转机构、及使所述第二棱镜旋转的第二旋转机构，所述控制装置至少基于所述被加工构件的热影响层的允许厚度与向所述被加工构件照射的所述激光的回转速度之间的关系，控制所述第一旋转机构及所述第二旋转机构，并调整所述第一棱镜及所述第二棱镜的转速与相位角之差。2.根据权利要求1所述的加工装置，其特征在于，所述第一旋转机构具有保持所述第一棱镜且所述激光的光路的部分为中空的第一主轴、及将所述第一主轴旋转自如地内插并驱动该第一主轴旋转的第一中空电动机，所述第二旋转机构具有保持所述第二棱镜且所述激光的光路的部分为中空的第二主轴、及将所述第二主轴旋转自如地内插并驱动该第二主轴旋转的第二中空电动机。3.根据权利要求2所述的加工装置，其特征在于，所述第一中空电动机与所述第二中空电动机的相位角之差的误差为0.1°以内。4.根据权利要求1或权利要求2所述的加工装置，其特征在于，所述加工处理包括切断加工、开孔加工、焊接加工、包层加工、表面改性加工、表面精加工、激光层叠造形中的至少1个。5.根据权利要求1或权利要求2所述的加工装置，其特征在于，所述控制装置通过控制所述第一棱镜及所述第二棱镜的转速来控制所述热影响层的允许厚度。6.根据权利要求1或权利要求2所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴屋真之，木之内雅人，团野实，渡边俊哉，石出孝，山下贡丸，藤田善仁，山崎真，铃木龙，金冈耕平，
申请(专利权)人：三菱重工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP