激光加工系统以及激光加工方法技术方案

本公开的激光加工系统具有：激光振荡器(2)、激光加工头(3)和反射单元(4)。激光振荡器(2)输出激光(1)。激光加工头(3)通过第1光学部件来对激光(1)进行聚光并射出。反射单元(4)具有对从激光加工头(3)射出的激光(1)进行反射的反射部件，将由反射部件反射的激光(1)照射到工件(8)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开涉及激光加工系统以及激光加工方法，特别地，涉及使从激光加工头射出的激光反射来对工件进行加工的激光加工系统以及激光加工方法。
技术介绍
在使用了激光的工件的加工(以下，激光加工)中，激光的聚光点即焦点很重要。其原因在于，激光在焦点处的能量密度最高，因此在切断、焊接等加工中，在能够高效地进行加工的焦点进行加工。因此，在激光加工中，需要恒定地保持根据聚光透镜等光学系统而决定的激光的焦距。若激光的焦距不恒定，则照射到工件的激光的能量密度变化，因此加工的状态存在差别，不能进行适当的加工。进一步地，为了进行适当的加工，在恒定地保持激光的焦距的基础上，也需要恒定地保持激光加工头与工件的距离(工件距离)。进一步地，在激光加工中，激光向工件的照射角度很重要。例如，在激光焊接的情况下，若激光的照射角度不当，则向工件的熔化变浅，被加工的工件的强度变得不充分。激光向工件的照射角度最好从工件的加工面的垂直方向起为±10°以内。通过以上的理由，以往进行了适当地保持工件距离、激光的照射角度的组合。专利文献1中记载了以下的激光加工机：通过对被加工物的姿势进行控制的3轴定位器装置，控制被加工物的姿势，以使得被加工物的加工面相对于激光垂直。此外，专利文献2中记载了以下的激光焊接装置：将1台激光振荡器的光束分配给多台焊接机。使用图7来对专利文献2所述的激光焊接装置进行说明。如图7所示，在现有的激光焊接装置中，在从激光振荡器101射出的光束102的光轴上，设置能够通过多个选择反射镜驱动构件106、107、108而进退自由的多个选择反射镜103、104、105。此外，选择反射镜驱动构件106～108与选择反射镜控制装置113连接，选择反射镜控制装置113根据来自焊接机A～D(未图示)的动作状况信号109、110、111、112，控制选择反射镜驱动构件106～108。例如，如图7所示，在将光束引导至焊接机B的情况下，选择反射镜控制装置113驱动选择反射镜驱动构件107，将选择反射镜104配置在光束102的光轴上。由此，光束102被选择反射镜104反射，并引导至焊接机B。同样地，在将光束102引导至焊接机A的情况下，选择反射镜控制装置113驱动选择反射镜驱动构件106，将选择反射镜103配置在光束102的光轴上。同样地，在将光束102引导至焊接机C的情况下，选择反射镜控制装置113驱动选择反射镜驱动构件108，将选择反射镜105配置在光束102的光轴上。此外，在将光束102引导至焊接机D的情况下，选择反射镜控制装置113不驱动选择反射镜驱动构件106～108，光束102前进并引导至焊接机D。这样，由于能够将激光振荡器101的光束102分配给多个焊接机A～D，因此能够大幅度地减少激光振荡器101占据激光焊接装置的比例。此外，由于跳过了在焊接机A～D之内等待索引的情况，从而对焊接使用状态的机器依次利用来自激光振荡器101的光束102，因此能够最大限度地利用1台激光振荡器101的全部能量。此外，由于选择反射镜103～105在不改变反射角的情况下使其移动，因此在选择时不会出现选择反射镜103～105的停止精度的影响。在先技术文献专利文献专利文献1：日本专利第3955491号公报专利文献2：日本特开昭60-6292号公报
技术实现思路
但是，专利文献1所述的激光加工机限定于3轴定位器装置的性能，因此不能用于大型的工件。此外，专利文献2所述的激光焊接装置需要多个选择反射镜、多个选择反射镜驱动构件、并且特别是需要多个焊接机，激光焊接装置的构成依然复杂。为了解决上述课题，本公开的激光加工系统具有：激光振荡器、激光加工头和反射单元。激光振荡器输出激光。激光加工头通过第1光学部件来对激光进行聚光并射出。反射单元具有对从激光加工头射出的激光进行反射的反射部件，将由反射部件反射的激光照射到工件。此外，本公开的激光加工方法具有：输出工序、射出工序、反射工序和照射工序。在输出工序中，通过激光振荡器，输出激光。在射出工序中，通过激光加工头，对被输出的激光进行聚光并射出。在反射工序中，通过反射单元，对被射出的激光进行反射。在照射工序中，通过反射单元，将被反射的激光照射到工件。根据本公开的激光加工系统以及激光加工方法，能够适当地保持激光的焦距、激光的照射角度，并且能够通过基于一个激光振荡器、一个激光加工头和一个反射单元的简单的构成来对相互分离的多个加工位置进行激光加工。附图说明图1是表示实施方式1～3中的激光加工系统的示意构成的图。图2是表示实施方式1～4中的激光加工头的示意构成的图。图3是表示实施方式1中的反射单元的示意构成的图。图4是表示实施方式2中的反射单元的示意构成的图。图5是表示实施方式3中的反射单元的示意构成的图。图6是表示实施方式4中的激光加工系统的示意构成的图。图7是表示现有的激光加工机的一部分的立体图。具体实施方式(实施方式1)以下，使用图1～3来对本公开的实施方式1进行说明。图1是表示本实施方式中的激光加工系统的示意构成的图。图2是表示本实施方式中的激光加工头的示意构成的图。图3是表示本实施方式中的反射单元的示意构成的图。如图1所示，本实施方式的激光加工系统具有：照射激光1的激光照射系统9、使激光1反射来照射到工件8的激光反射系统10。激光照射系统9具有：激光振荡器2、激光加工头3、机械手5a(第1机械手)、机器人控制装置6a(第1机器人控制装置)和光纤等激光传输构件7。激光加工头3被安装于机械手5a的前端。此外，由激光振荡器2输出的激光经由激光传输构件7而被引导至激光加工头3。此外，机器人控制装置6a与机械手5a连接，对机械手5a的动作进行控制。激光反射系统10具有：反射单元4、机械手5b(第2机械手)和机器人控制装置6b(第2机器人控制装置)。反射单元4被安装于机械手5b的前端。此外，机器人控制装置6b与机械手5b连接，对机械手5b的动作进行控制。对激光照射系统9进一步具体进行说明。激光振荡器2输出的激光是YAG、DISK等固体激光、光纤激光、直接二极管激光等。激光加工头3的构成最好是使用了电流镜(galvanometermirror)的构成，但也可以如图2所示，是由准直透镜11(第1准直透镜)、聚焦透镜12(第1聚光透镜)构成的光学部件(第1光学部件)这种用于对激光1进行聚光的光学系统。激光加工头3射出激光1，以使得以第1焦距对由激光传输构件7引导的激光1进行聚光。基于激光传输构件7的激光1的传输可以是基于光纤等可挠性电缆的传输，也可以是基于使用了反射镜的反射的传输。对激光反射系统10进一步具体进行说明。如图3所示，反射单元4具有：反射部件14、和用于释放反射部件14的热量的散热器13。反射部件14是具有需要尽可能减少激光1的能量损耗且激光1的透过率和吸收率较低且反射率较高的(例如90％以上)材质或者材质的层的部件。作为反射率较高的反射部件14的材质的例子，是金、银、铜、铝等金属。为了进一步提高反射部件14的反射率，或者为了保护表面，最好将氟化镁、氧化硅、电介质膜涂覆于反射镜表面。此外，作为反射部件14的例子，除了金属以外，也可以是对玻璃基板实施了电介质多层膜涂覆等的反射镜。散热器13优选是热传导性较高的金属制，如果是在内部通过冷却水的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光加工系统，具备：激光振荡器，输出激光；激光加工头，通过第1光学部件来对所述激光进行聚光并射出；和反射单元，具有对从所述激光加工头射出的所述激光进行反射的反射部件，将由所述反射部件反射的所述激光照射到工件。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.23 JP 2014-1496421.一种激光加工系统，具备：激光振荡器，输出激光；激光加工头，通过第1光学部件来对所述激光进行聚光并射出；和反射单元，具有对从所述激光加工头射出的所述激光进行反射的反射部件，将由所述反射部件反射的所述激光照射到工件。2.根据权利要求1所述的激光加工系统，其中，所述激光加工系统还具备：第1机械手，该第1机械手被安装有所述激光加工头，对所述激光加工头的位置进行变更；和第2机械手，该第2机械手被安装有所述反射单元，对所述反射单元的位置进行变更。3.根据权利要求2所述的激光加工系统，其中，所述第1机械手以及所述第2机械手进行动作，以使得从所述激光加工头到所述反射单元的第1距离与从所述反射单元到所述工件的第2距离之和恒定。4.根据权利要求3所述的激光加工系统，其中，所述第1机械手以及所述第2机械手进行动作，以使得所述第1距离以及所述第2距离分别恒定。5.根据权利要求2所述的激光加工系统，其中，所述反射单元具有第2光学部件，该第2光学部件对由所述反射部件反射的所述激光进行聚光。6.根据权利要求5所述的激光加工系统，其中，所述第2光学部件由第2准直透镜和第2聚光透镜构成，其中，所述第2准直透镜使由所述反射...

【专利技术属性】
技术研发人员：松冈范幸，向井康士，川本笃宽，藤原润司，
申请(专利权)人：松下知识产权经营株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP