激光加工装置制造方法及图纸

本发明专利技术的激光加工装置包括产生激光振荡的激光振荡器（１１）、将从激光振荡器（１１）出射的激光照射被加工物体（１００）的加工头（２１）、具有从激光振荡器（１１）的激光出射口（１２）引导激光到加工头（２１）的光学系统的光路导管（３０）、从设置在光路导管（３０）的与激光振荡器（１１）的连接部分附近的清洗气体供给口（３５）供给清洗气体的清洗气体供给装置（４２）、以及设置在光路导管（３０）的与加工头（２１）的连接部分附近的清洗气体排出口（３６），该激光加工装置中具有检测光路导管（３０）内导致激光输出异常的杂质气体混入光路导管内的气体检测单元（５０）。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及进行焊接及切割的激光加工装置中，能够检测在引导激光的光路导管内充满的清洗气体中混入杂质气体的激光加工装置。
技术介绍
作为将激光振荡器输出的激光以高精度照射加工对象的规定位置并进行焊接、切割及激光退火的装置，提出了各种方案。例如，在第一以往技术中，揭示了能够长时间稳定传输激光并以高精度对加工对象进行焊接或切割的激光加工装置。该激光加工装置具有到激光出射口为止的光束传输路径采用气密结构的激光振荡器；能够将激光向加工对象的任意位置照射的具有多关节结构的激光机器人；从激光振荡器到激光机器人为止引导激光、而且不使激光光轴偏移的光路导管；以及检测该光路导管内的压力、并将规定的加工气体供给光路导管内使得光路导管内的压力高于外部压力的加工气体供给装置而构成。采用这样的结构，防止激光加工时产生的烟气或粉尘从激光机器人的前端部进入光路导管内(例如，参照专利文献1)。另外，在第二以往技术中，揭示了根据对加工对象进行激光退火处理的条件能够高精度控制激光强度的激光退火装置。该激光退火装置具有将激光振荡器与设置进行激光退火处理的加工对象用的腔室利用光路导管连接的结构，它是利用不吸收光路导管内传输的激光的清洗气体及对激光有规定吸收率的控制气体的浓度，来调整对腔室内的加工对象照射的激光的强度。因此，在光路导管内设置检测光路导管内的控制气体浓度的检测传感器，根据利用该检测传感器得到的控制气体浓度的检测信号，控制供给光路导管内的控制气体的量(例如，参照专利文献2)。专利文献1日本专利特开平5-8079号公报(第二页，第1～2图)专利文献2日本专利特开平6-17120号公报(第二～三页，第一图) 但是，在第一以往技术所揭示的激光加工装置中，存在外部气体有可能进入光路导管内的问题。作为外部气体进入光路导管内的一个原因，是由于光路导管的结构引起的。例如，如上述专利文献1的图1所示，连接激光振荡器与激光机器人的光路导管不是一条直线，而是在多个部位的光路是弯曲的，这样的光路导管通常是用伸缩软管等将多个管子连接而构成的。另外，在第一以往技术的激光加工装置中，为了能够对加工对象的任意位置照射激光，具有能够使激光出射的位置移动的激光机器人。在这样结构的激光加工装置中，例如为了改变激光照射位置，而激光机器人要进行照射位置的改变动作，随着该改变动作，构成光路导管一部分的伸缩软管部分也运动，在这种情况下或者在停止激光加工等情况下，光路导管内的压力将暂时性地降低。其结果，例如从构成光路导管的管子相互之间的接缝或管子与伸缩软管等零部分的接缝等部位，外部气体将进入光路导管内。另外，作为外部气体进入光路导管内的另一个原因，是由于供给光路导管内的加工气体引起的，这是由于在光路导管内使用从压缩机吸入的气体作为加工气体而使用的。这样，若存在外部气体进入光路导管内的环境，则例如在光路导管附近使用稀释剂或涂料等情况下，吸收激光的激光吸收气体(稀释剂、三氯乙烯、丙稀燃烧气体、氟利昂系气体、SF6或有机化合物等)等杂质气体将进入光路导管内。这些杂质气体存在的问题是，引起激光功率分布及激光衰减的增加等，其结果使激光特性恶化，降低了激光加工装置的加工能力。另外，在以往的激光加工装置中，在产生这样的激光输出异常时，最初怀疑原因是激光振荡器的问题，从这一点出发排除掉形成激光异常的各种各样原因之后，在很多情况下判明杂质气体进入光路导管内是激光输出异常的原因。即，激光输出异常的原因在原因调查的初始阶段不能确定为是由于光路导管中存在杂质气体。因此，在该原因探明的期间，由于不能利用激光加工装置进行加工，因此也成为作业效率降低的原因。另外，在第二以往技术的激光退火装置中，在光路导管内虽具有检测控制气体用的检测传感器，但该检测传感器是检测对激光输出进行控制的控制气体的浓度用的传感器，不是检测上述杂质气体用的。即存在的问题是，在光路导管内即使上述激光吸收气体等杂质气体进入，用该检测传感器也不能检测出杂质气体进入。本专利技术正是鉴于上述情况而提出的，目的在于得到能够检测进入光路导管内的杂质气体的激光加工装置。
技术实现思路
为了达到上述目的，本专利技术有关的激光加工装置包括产生激光振荡的激光振荡器、将从所述激光振荡器出射的激光照射于被加工物体的加工头、具有从所述激光振荡器的激光出射口引导激光到所述加工头的光学系统的光路导管、从设置在所述光路导管的与所述激光振荡器的连接部分附近的清洗气体供给口供给清洗气体的清洗气体供给装置、以及设置在所述光路导管的与所述加工头的连接部分附近的清洗气体排出口，所述激光装置，其特征在于，在所述光路导管内具备检测导致所述激光输出异常的杂质气体混入所述光路导管内的气味传感器。附图说明图1所示为根据本专利技术的激光加工装置实施形态1的简要构成方框图。图2所示为气体检测单元安装在光路导管中的一个例子。图3所示为激光加工装置在异常检测时的动作处理流程图。图4所示为利用气体检测单元的校正处理顺序的流程图。图5所示为根据本专利技术的激光加工装置实施形态2的简要构成方框图。图6所示为激光加工装置在异常检测时的动作处理流程图。图7所示为根据本专利技术的激光加工装置实施形态3的简要构成方框图。图8所示为利用气味传感器的异常部位确定方法。图9所示为激光加工装置在异常检测时的动作处理流程图。图10所示为根据本专利技术的激光加工装置实施形态4的简要构成方框图。图11所示为激光加工装置在异常检测时的动作处理流程图。图12所示为根据本专利技术的激光加工装置实施形态5的简要构成方框图。图13所示为利用气味传感器的异常部位确定方法。图14所示为激光加工装置在异常检测时的动作处理流程图。图15所示为气体检测单元安装在光路导管中的一个例子。图16所示为利用气体检测单元的校正处理顺序的流程图。图17所示为气体检测单元安装在光路导管中的一个例子。图18所示为利用气体检测单元的校正处理顺序的流程图。具体实施例方式以下参照附图，详细说明本专利技术有关的激光加工装置的理想实施形态。实施形态1下面用图1～图4说明本专利技术的实施形态1。图1所示为根据本专利技术的激光加工装置实施形态1的简要构成方框图，图2所示为气体检测单元安装在光路导管中的一个例子，图3所示为激光加工装置在异常检测时的动作处理流程图，图4所示为利用气体检测单元的校正处理顺序的流程图。激光加工装置具有产生激光振荡的二氧化碳激光振荡器(振荡波长10.6μm)等激光振荡器11、将从激光振荡器11输出的激光照射作为加工对象的工件(被加工物体)100的加工头21、以及将从激光振荡器11出射的激光一面保持其光轴一面引至加工头21的光路导管30而构成。另外，在该图中，激光用点划线表示。光路导管30在该图1中，具有2根管子31a及31b互相成直角那样的L型结构，它们的接缝部分用能够伸缩的伸缩软管33连接。在该光路导管30内，为了从激光振荡器11的激光出射口12引导激光L到加工头21，在加工头21的前端部(下面称为加工头前端部)22聚焦，例如在该图1的构成中，具有将从激光振荡器11的激光出射口12出射的激光L向加工头21的方向使前进路径转弯形成90度用的转弯反射镜34等光学系统。另外，为了在激光L与工件100之间产生相对移动的动作，与加工头21连接的管子31b利用未图示的导向机构及驱动机本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光加工装置，具备产生激光振荡的激光振荡器将从所述激光振荡器出射的激光照射于被加工物体的加工头、具有从所述激光振荡器的激光出射口引导激光到所述加工头的光学系统的光路导管、从设置在所述光路导管的与所述激光振 荡器或所述加工头的连接部分附近的清洗气体供给口供给清洗气体的清洗气体供给装置、以及设置在所述光路导管的与所述加工头或所述激光振荡器的连接部分附近的清洗气体排出口，其特征在于，所述光路导管内具有检测导致所述激光输出异常的杂质气 体混入所述光路导管内的气味传感器。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：荒川喜文，横井茂，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]