光束分支装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供光束分支装置。即使入射光束的分支数较多也能够抑制成本等的增大，并且即使不怎么提高旋转式电动机的旋转精度也能够提高耦合效率且能够应对光路的高速切换。光束分支装置(1)通过使旋转式电动机(2)的旋转轴旋转而使旋转体(4)与多个反射镜(5)一起旋转，从而利用多个反射镜(5)中的任一反射镜(5)的反射镜面部(20)反射入射光束(7)，将该入射光束(7)分支为多个并切换反射光束(9)的光路。旋转体(4)的中心轴线(6)位于相对于入射光束(7)的中心线(8)异面的位置，并且，多个反射镜(5)隔着旋转体(4)上的最接近入射光束(7)的位置在旋转体(4)的轴向上的两侧相对配置。

【技术实现步骤摘要】
光束分支装置
本专利技术涉及一种例如用于将自激光装置射出并在供给激光光线的光纤(馈源光纤(フィードファイバ))内传输过来的激光光线分支到多个加工用光纤(操作光纤)并供给到加工头的光束分支装置。
技术介绍
以往，在利用把持了射出激光光线的加工头的机器人手进行焊接等的激光加工中，通过使用光束分支装置，从而将自激光装置在馈源光纤中传输过来的激光光线进行切换并分支到多个操作光纤，通过利用分别连接于各操作光纤的另一端的多个加工头进行激光加工，从而高效地使用一台激光装置。作为这样的光束分支装置，谋求提高其耦合效率(自馈源光纤经由光束分支装置向操作光纤传输的光能的比率，具体而言，自操作光纤的射出侧端面的芯部分射出的光能除以入射到馈源光纤的入射侧端面的芯部分的光能得到的值)，而提案有一种相对于利用旋转式电动机旋转的旋转体垂直安装反射镜(镜)的反射镜面部的技术(以下，称作现有技术1。)(例如，参照专利文献1、2、3)。即，在该现有技术1中，如图17所示，装备多个(图17中为两个)包括反射镜5、旋转体4以及旋转式电动机2的光路切换光学系统30，在各光路切换光学系统30中，利用与旋转式电动机2的旋转轴直接连接的旋转体4的旋转改变反射镜5的位置，使入射光束7照射到反射镜5并进行反射、或不使入射光束7向反射镜5照射而直进，分别将入射光束7向两个方向分支，从而能够将入射光束7分支为三个以上(图17中，两个操作光纤12和一个吸收器17的合计三个)。在此，在各光路切换光学系统30中，由于反射镜5的反射镜面部20相对于旋转体4垂直，因此，即使反射镜5的旋转角度略微错开，反射光束9的位置、方向也不会改变，因此，即使操作光纤12的端面的芯径为100μm左右的非常小的芯径，也能够获得较高的耦合效率。另外，与这样的现有技术1不同，还提案有如下这样的技术：为了抑制光束分支装置的成本、尺寸·重量的增大，通过在反射镜5形成在旋转式电动机2的旋转轴的半径方向上倾斜度不同的多个反射镜面部20，即使入射光束7的分支数较多，使用一台旋转式电动机2也足矣(以下，称作现有技术2。)(例如，参照专利文献4、5)。即，在该现有技术2中，如图18B所示，在反射镜5形成有多个(图18中为三个)反射镜面部20，这些反射镜面部20相互之间在旋转式电动机2的旋转轴的半径方向上倾斜度不同。而且，通过根据反射光束9的方向使该反射镜5适当旋转，如图18A所示，能够将入射光束7分支为多个。专利文献1：日本特开2004-281888号公报专利文献2：日本特开2000-180741号公报专利文献3：日本特开2014-65047号公报专利文献4：日本特开昭53-143247号公报专利文献5：日本特开昭61-151607号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题然而，在现有技术1中，虽然不怎么提高旋转式电动机2的旋转精度也能够提高光束分支装置的耦合效率，但是，需要与入射光束7的分支数相对应的个数的旋转式电动机2，因此，在入射光束7的分支数较多时，必然导致光束分支装置的成本、尺寸·重量增大。另外，在现有技术2中，与现有技术1不同，即使入射光束7的分支数较多，使用一台旋转式电动机2也足矣，因此，能够抑制光束分支装置的成本、尺寸等的增大，相反地，在旋转式电动机2的旋转角度稍微改变时，反射光束9的方向较大程度地改变，因此，除非以非常高的精度控制旋转式电动机2的旋转角度，否则会导致光束分支装置的耦合效率下降。而且，由于由旋转式电动机2驱动的反射镜5具有惯性，因此，到该反射镜5完全停止的时间的耦合效率进一步下降。因而，根据在实际使用光束分支装置时必须确保一定的耦合效率的情况而言，可以说光路的高速切换几乎是不可能的。如上所述，在以往技术(现有技术1、2)中，无法兼顾即使入射光束7的分支数较多也能够抑制光束分支装置的成本、尺寸等的增大、以及不怎么提高旋转式电动机2的旋转精度也能够提高光束分支装置的耦合效率且能够应对光路的高速切换这两方面。于是，本专利技术的目的在于实现该兼顾：即、提供即使入射光束的分支数较多也能够抑制成本、尺寸等的增大，并且即使不怎么提高旋转式电动机的旋转精度也能够提高耦合效率且能够应对光路的高速切换的光束分支装置。用于解决问题的方案(1)本专利技术提供一种光束分支装置(例如后述的光束分支装置1、21、31、41、51)，其中，该光束分支装置具有光路切换光学系统(例如后述的光路切换光学系统30)，该光路切换光学系统包括：旋转式电动机(例如后述的旋转式电动机2)；旋转体(例如后述的旋转体4)，其与所述旋转式电动机的旋转轴连动地旋转；以及多个反射镜(例如后述的反射镜5)，其具有相对于所述旋转体的中心轴线(例如后述的中心轴线6)大致垂直的反射镜面部(例如后述的反射镜面部20)，所述多个反射镜沿着所述旋转体的轴向分开地安装于所述旋转体，通过使所述旋转式电动机的所述旋转轴旋转而使所述旋转体与所述多个反射镜一起旋转，从而利用所述多个反射镜中的任一反射镜的反射镜面部反射入射光束，将该入射光束分支为多个并切换反射光束的光路，在所述光路切换光学系统中，所述旋转体的中心轴线位于相对于所述入射光束的中心线异面的位置，并且，所述多个反射镜隔着所述旋转体上的最接近所述入射光束的位置在该旋转体的轴向上的两侧相对配置。(2)在(1)的光束分支装置中，可以是，所述光路切换光学系统构成为：在利用所述旋转体的旋转将所述多个反射镜定位于规定的角度位置时，利用这些反射镜中的任一反射镜的反射镜面部反射大致全部的所述入射光束。(3)在(1)或(2)的光束分支装置中，可以是，在沿着与连结所述旋转体的中心轴线和所述入射光束的中心线的最短的线段平行的方向假想地移动所述入射光束的中心线并使其与所述旋转体的中心轴线交叉时，所述旋转体的中心轴线和所述入射光束的中心线所成的假想交叉角度成为大致45°。(4)在(3)的光束分支装置中，可以是，各所述反射镜的所述反射镜面部分别形成为具有与利用该反射镜面部反射所述入射光束时、该入射光束的入射面和反射面相交的交线大致一致的长轴、且椭圆率大致为的椭圆形、或包含该椭圆形在内的多边形。(5)在(1)～(4)的任一光束分支装置中，可以是，所述光路切换光学系统构成为：在利用所述多个反射镜中的任一反射镜的反射镜面部反射所述入射光束时，该入射光束和该反射光束不会被除了该反射镜以外的所述反射镜妨碍光路。(6)在(1)～(5)的任一光束分支装置中，可以是，所述光路切换光学系统构成为：通过使所述旋转体适当旋转，使所述入射光束不被所述多个反射镜的任一反射镜面部反射而直进。(7)在(1)～(6)的任一光束分支装置中，可以是，所述光路切换光学系统构成为：在从所述多个反射镜中的任意的反射镜切换到其他任意的所述反射镜的中途，其他的反射镜不对所述入射光束进行反射。(8)在(1)～(7)的任一光束分支装置中，可以是，所述多个反射镜均构成为：与所述旋转体的旋转角度无关地不向除了所述反射镜面部之外的构件照射所述入射光束。(9)在(1)～(8)的任一光束分支装置中，可以是，在所述光路切换光学系统中，利用所述旋转式电动机旋转的全部结构构件的重心大致位于所述旋转体的中心轴线上。(10)在(1)～(9)的任一光束分支装置中，可以是，沿着所述入射光束的光路装本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光束分支装置，其中，该光束分支装置具有光路切换光学系统，该光路切换光学系统包括：旋转式电动机；旋转体，其与所述旋转式电动机的旋转轴连动地旋转；以及多个反射镜，其具有相对于所述旋转体的中心轴线大致垂直的反射镜面部，所述多个反射镜沿着所述旋转体的轴向分开地安装于所述旋转体，通过使所述旋转式电动机的所述旋转轴旋转而使所述旋转体与所述多个反射镜一起旋转，从而利用所述多个反射镜中的任一反射镜的反射镜面部反射入射光束，将该入射光束分支为多个并切换反射光束的光路，在所述光路切换光学系统中，所述旋转体的中心轴线位于相对于所述入射光束的中心线异面的位置，并且，所述多个反射镜隔着所述旋转体上的最接近所述入射光束的位置在该旋转体的轴向上的两侧相对配置。

【技术特征摘要】
2016.10.19 JP 2016-2052581.一种光束分支装置，其中，该光束分支装置具有光路切换光学系统，该光路切换光学系统包括：旋转式电动机；旋转体，其与所述旋转式电动机的旋转轴连动地旋转；以及多个反射镜，其具有相对于所述旋转体的中心轴线大致垂直的反射镜面部，所述多个反射镜沿着所述旋转体的轴向分开地安装于所述旋转体，通过使所述旋转式电动机的所述旋转轴旋转而使所述旋转体与所述多个反射镜一起旋转，从而利用所述多个反射镜中的任一反射镜的反射镜面部反射入射光束，将该入射光束分支为多个并切换反射光束的光路，在所述光路切换光学系统中，所述旋转体的中心轴线位于相对于所述入射光束的中心线异面的位置，并且，所述多个反射镜隔着所述旋转体上的最接近所述入射光束的位置在该旋转体的轴向上的两侧相对配置。2.根据权利要求1所述的光束分支装置，其中，所述光路切换光学系统构成为：在利用所述旋转体的旋转将所述多个反射镜定位于规定的角度位置时，利用这些反射镜中的任一反射镜的反射镜面部反射大致全部的所述入射光束。3.根据权利要求1或2所述的光束分支装置，其中，在沿着与连结所述旋转体的中心轴线和所述入射光束的中心线的最短的线段平行的方向假想地移动所述入射光束的中心线并使其与所述旋转体的中心轴线交叉时，所述旋转体的中心轴线和所述入射光束的中心线所成的假想交叉角度成为大致45°。4.根据权利要求3所述的光束分支装置，其中，各所述反射镜的所述反射镜面部分别形成为具有与利用该反射镜面部反射所述入射光束时、该入...

【专利技术属性】
技术研发人员：泷川宏，松田宗和，
申请(专利权)人：发那科株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP