激光加工装置制造方法及图纸

技术编号:37641497 阅读:18 留言:0更新日期:2023-05-25 10:08
激光加工装置(50)具有:驱动部(5),其对加工头(2)和工件(W)的相对位置进行变更,该加工头(2)包含将从激光振荡器(1)射出的激光会聚而对工件(W)进行照射的聚光光学系统;控制部(3),其基于与激光加工相关的数值参数即加工参数对激光振荡器(1)、加工头(2)及驱动部(5)进行控制而执行加工;加工状态观察部(52),其对通过激光的照射而从工件(W)发出的光即加工光(8)的预先决定的多个关注波段的光强度进行检测而作为多个光传感器信号;特征量提取部(53),其对多个光传感器信号之间的相关指标、能够从一个光传感器信号得到的特征量的至少任一个进行提取;以及校正量计算部(55),其基于特征量,将用于执行校正的加工参数决定为校正参数,决定校正参数的校正量。决定校正参数的校正量。决定校正参数的校正量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】激光加工装置


[0001]本专利技术涉及照射激光而对工件进行加工的激光加工装置。

技术介绍

[0002]在板金激光加工中,有时加工的开始时是良好加工,但在连续加工中由于加工头的部件的蓄热及工件的蓄热的影响会发生加工不良。在板金激光加工中,存在如焦点位置、切断速度、气体压力及激光输出这样的多个项目的加工参数,在附着物的量及加工面的粗糙度这样的加工结果中也存在多个项目,调整时需要比较长的作业时间。
[0003]专利文献1所公开的激光加工机具有:检测部,其对从伴随激光的照射的加工点侧朝向激光加工头的返回光进行检测;以及监视部,其对由检测部检测出的返回光之中的与加工条件相对应的特定波段的光的等级按照时间序列进行选择而对激光加工的加工状态进行监视。
[0004]专利文献1:日本特开2019-166543号公报

技术实现思路

[0005]专利文献1所公开的激光加工装置基于按照时间序列选择出的光的等级进行监视,因此该激光加工装置对加工的状态进行检测的精度低。另外,专利文献1所公开的激光加工装置只判定加工的合格与否,因此难以对加工条件进行调整。
[0006]本专利技术就是鉴于上述情况而提出的,其目的在于得到高速或高精度地对加工的状态进行检测而对加工条件进行调整的激光加工装置。
[0007]为了解决上述的课题,并达到目的,本专利技术所涉及的激光加工装置具有:驱动部,其对加工头和加工对象物的相对位置进行变更,该加工头包含将从激光振荡器射出的激光会聚而对加工对象物进行照射的聚光光学系统,并且包含朝向加工对象物供给加工气体的加工气体供给部;控制部,其基于与激光加工相关的数值参数即加工参数,对激光振荡器、加工头及驱动部进行控制而执行加工;加工状态观察部,其对通过激光的照射而从加工对象物发出的光即加工光的预先决定的多个关注波段的光强度进行检测而作为多个光传感器信号;特征量提取部,其对多个光传感器信号之间的相关指标、能够从一个光传感器信号得到的特征量的至少任一个进行提取;以及校正量计算部,其基于特征量,将用于执行校正的加工参数决定为校正参数,决定校正参数的校正量。
[0008]专利技术的效果
[0009]本专利技术所涉及的激光加工装置具有下述效果,即,能够高速或高精度地对加工的状态进行检测而对加工条件进行调整。
附图说明
[0010]图1是表示实施方式1所涉及的激光加工装置的结构的图。
[0011]图2是表示与由实施方式1所涉及的激光加工装置进行的加工参数的调整相关的
动作顺序的例子的流程图。
[0012]图3是表示实施方式1所涉及的激光加工装置所具有的加工状态观察部的结构的图。
[0013]图4是表示实施方式1所涉及的激光加工装置所具有的第1光传感器、第2光传感器及第3光传感器各自接收的光的波段的例子的图。
[0014]图5是表示实施方式1的第1变形例所涉及的激光加工装置的结构的图。
[0015]图6是表示实施方式1的第2变形例所涉及的激光加工装置的结构的图。
[0016]图7是表示实施方式1的第3变形例所涉及的激光加工装置的结构的图。
[0017]图8是表示实施方式1的第4变形例所涉及的激光加工装置所具有的加工状态解析器的结构的图。
[0018]图9是表示实施方式2所涉及的激光加工装置所具有的加工状态解析器的结构的图。
[0019]图10是表示实施方式2所涉及的神经网络模型的结构的图。
[0020]图11是表示实施方式3所涉及的激光加工装置的结构的图。
[0021]图12是表示实施方式1所涉及的激光加工装置所具有的控制部、驱动部、聚光透镜位置变更驱动部、加工状态观察部、特征量提取部、评价部及校正量计算部的至少一部分由处理器实现的情况下的处理器的图。
[0022]图13是表示实施方式1所涉及的激光加工装置所具有的控制部、驱动部、聚光透镜位置变更驱动部、加工状态观察部、特征量提取部、评价部及校正量计算部的至少一部分由处理电路实现的情况下的处理电路的图。
具体实施方式
[0023]下面,基于附图,对实施方式所涉及的激光加工装置详细地进行说明。
[0024]实施方式1.
[0025]图1是表示实施方式1所涉及的激光加工装置50的结构的图。激光加工装置50具有激光振荡器1、加工头2、驱动部5及控制部3。激光加工装置50具有包含控制部3的加工状态解析器51。激光振荡器1将激光束L振荡而射出。激光束L的波长是考虑激光束L的向加工对象物的吸收率及反射率而进行选择的。例如,激光束L的波长是0.193μm至11μm为止的任意者。加工对象物是工件W。从激光振荡器1射出的激光束L经由光路向加工头2供给。
[0026]加工头2具有:聚光光学系统,其将从激光振荡器1射出的激光会聚而对加工对象物即工件W进行照射;以及加工气体供给部,其朝向工件W供给加工气体。在图1没有示出加工气体供给部。在加工气体供给至加工头2的内部而激光束L向工件W照射时,通过加工气体供给部将加工气体向工件W喷射。加工头2具有由多个透镜组构成的准直透镜4和聚光透镜7。准直透镜4及聚光透镜7是聚光光学系统的例子。从激光振荡器1射出的激光束L在由准直透镜4准直化后由聚光透镜7聚光。聚光后的激光束L照射至工件W。加工头2将激光束L聚光而向工件W照射,由此将工件W进行切断。
[0027]加工头2具有未图示的喷嘴。喷嘴的开口部位于聚光透镜7和工件W之间的激光束L的光路,激光束L及加工气体经过开口部。一般来说,未图示的电动机及电动机驱动部设置于对加工头2进行设置的轴,或对工件W进行配置的加工工作台。
[0028]驱动部5对加工头2和工件W的相对位置进行变更。控制部3基于与激光加工相关的数值参数即加工参数,对激光振荡器1、加工头2及驱动部5进行控制而执行加工。具体地说,控制部3对电动机驱动部进行控制,通过控制部3的控制,由电动机驱动部对电动机进行控制。驱动部5伴随电动机的动作而动作,对加工头2和工件W的相对位置进行变更。加工头2具有对激光束L的聚光光学系统的焦点位置和工件W之间的位置关系进行变更的聚光透镜位置变更驱动部6。
[0029]激光振荡器1的种类不受限定。激光振荡器1的一个例子是光纤激光振荡器。激光振荡器1也可以是直接二极管激光器、碳酸气体激光器、铜蒸汽激光器、各种离子激光器或固体激光器。固体激光器的例子是以YAG(Yttrium Aluminum Garnet)晶体为激励介质的激光器。激光加工装置50可以具有对由激光振荡器1产生的激光的波长进行变换的波长变换部。
[0030]控制部3按照加工程序和表示加工条件的加工参数,对激光振荡器1、电动机驱动部及聚光透镜位置变更驱动部6进行控制,以使得激光束L对工件W上的加工路径进行扫描。例如,作为与由控制部3进行的控制相关的加工参数,可举出激光输出、加工气体压力、加工速度、聚光光学系统的焦点位置、聚光光学系统的聚光直径、激光的脉冲频率、激光的脉冲的占空比、激光的聚光光本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种激光加工装置,其特征在于,具有:驱动部,其对加工头和加工对象物的相对位置进行变更,该加工头包含将从激光振荡器射出的激光会聚而对所述加工对象物进行照射的聚光光学系统,并且包含朝向所述加工对象物供给加工气体的加工气体供给部;控制部,其基于与激光加工相关的数值参数即加工参数,对所述激光振荡器、所述加工头及所述驱动部进行控制而执行加工;加工状态观察部,其对通过所述激光的照射而从所述加工对象物发出的光即加工光的预先决定的多个关注波段的光强度进行检测而作为多个光传感器信号;特征量提取部,其对所述多个光传感器信号之间的相关指标、能够从一个光传感器信号得到的特征量的至少任一个进行提取;以及校正量计算部,其基于所述特征量,将用于执行校正的所述加工参数决定为校正参数,决定所述校正参数的校正量。2.根据权利要求1所述的激光加工装置,其特征在于,所述校正量计算部具有评价部,该评价部基于所述特征量,关于多个加工不良的项目之中的至少任一个,对加工的合格与否进行判定而得到判定结果,所述校正量计算部基于所述判定结果,决定应该校正的所述校正参数和所述校正参数的校正量。3.根据权利要求1所述的激光加工装置,其特征在于,还具有机器学习部,该机器学习部对所述特征量和与应该校正的加工参数有关的加工不良的项目的评价值之间的关系进行学习,所述机器学习部基于所述特征量而执行运算处理,由此将所述加工参数的校正量进行输出。4.根据权利要求2所述的激光加工装置,其特征在于,还具有机器学习部,该机器学习部对所述特征量和与应该评价的加工不良的项目有关的加工合格与否的评价值之间的关系进行学习,所述机器学习部基于所述特征量而执行运算处理,由此对所述加工不良的项目的评价值进行输出。5.根据权利要求2或4所述的激光加工装置,其特征在于,还具有聚光位置推定部,该聚光位置推定部对所述加工对象物中的所述激光会聚的位置即聚光位置进行推定而作为推定聚光位置,所述加工头在内部具有供朝向所述加工对象物的所述激光经过或进行反射的光学部件,所述聚光位置推定部对所述光学部件的温度变化进行检测,基于所述光学部件的温度对所述聚光位置进行推定而作为所述推定聚光位置,所述校正量计算部基于所述判定结果和所述推定聚光位置,在加工中决定而校正应该校正的所述加工参数和所述加工参数的校正量。6.根据权利要求1至5中任一项所述的激光加工装置,其特征在于,所述加工状态观察部具有:第1光传感器,其配置于从所述激光振荡器射出的所述激光对加工点进行照射的方向的位置;以及第2光传感器,其配置于与从所述激光振荡器射出的
所述激光对所述加工点进行照射的方向不同的方向的位置。7.根据权利要求2、4及5中任一项...

【专利技术属性】
技术研发人员:石川恭平濑口正记西胁基晃藤井健太桂智毅
申请(专利权)人:三菱电机株式会社
类型:发明
国别省市:

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