[發(fā)明專利]包括光學(xué)元件和將其保持在激光處理機(jī)上的保持器的系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200580038700.9
• 申請日: 2005-10-01
• 公開（公告）號: CN101065699A
• 公開（公告）日: 2007-10-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 梅爾廷·蘭貝特;于爾根－米夏埃多·魏克
• 申請（專利權(quán)）人: 通快機(jī)床兩合公司
• 主分類號: G02B7/02
• 分類號: G02B7/02;B23K26/42
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 王永建

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種包括光學(xué)元件和用于將該光學(xué)元件安裝在激 光處理機(jī)上的保持器的系統(tǒng)。光學(xué)元件在本發(fā)明范圍內(nèi)被理解成聚 焦透鏡、保護(hù)玻璃或激光處理頭的窗口等。

背景技術(shù)

像透鏡如凹凸透鏡這樣的光學(xué)元件通常外徑被磨成圓形。在 CO₂激光器中使用的透鏡另外還通常不對中。對于7.5”透鏡而言在 調(diào)節(jié)后對中誤差通常<0.1mm。如果透鏡在清洗時(shí)被卸下來，它必 須再次用脈沖裝進(jìn)去(再調(diào)節(jié))，因?yàn)橐髲慕裹c(diǎn)到噴嘴的對中要 好于0.05mm，且光學(xué)元件相對于保持器的位置通常在再插入后由 于其圓形周面而被扭曲。

當(dāng)使用用于熱焊接或切割的機(jī)器特別是激光處理機(jī)對工件進(jìn) 行處理時(shí)，切割透鏡可能會被污染。雜質(zhì)在光學(xué)表面上的沉積和破 壞會使得對激光輻射的吸收增加。因此，增加了光學(xué)元件的熱負(fù)載。 這最終導(dǎo)致在處理區(qū)域中可用激光功率的明顯減少。在污染嚴(yán)重 時(shí)，特別是濺射時(shí)，對激光輻射的吸收的增加會導(dǎo)致破壞光學(xué)元件。

WO?99/59762描述了一種用于檢查激光加工系統(tǒng)中由于臟粒 子污染而導(dǎo)致的玻璃板的狀態(tài)的裝置。該裝置包括具有與外面相連 的溫度傳感器的玻璃板的保持器，該溫度傳感器用于檢測溫度的增 加。溫度的增加由玻璃板因臟粒子而對輻射的吸收增強(qiáng)所產(chǎn)生。

發(fā)明內(nèi)容

與此相比，本發(fā)明的目的是進(jìn)一步開發(fā)一種在本文開頭描述過 的光學(xué)元件和保持器，從而更容易在保持器中安裝光學(xué)元件。特別 是，可以簡化對光學(xué)元件的保護(hù)的監(jiān)控。

本發(fā)明的目的是通過提供一種包括光學(xué)元件且包括用于將該 光學(xué)元件安裝到激光處理機(jī)上的保持器的系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)的，其中所述 光學(xué)元件在其周面上具有至少一個(gè)平的研磨表面，其設(shè)計(jì)成一方面 用于反射或照射光束，另一方面用于保持器中的防扭轉(zhuǎn)安裝，所述 光學(xué)元件在其周面上具有至少一個(gè)輪廓。

如果這種光學(xué)元件由于無扭轉(zhuǎn)安裝而總是具有相同的定向，則 在清洗和再插入之后的再調(diào)節(jié)就變得多余了。所述輪廓例如可以通 過面、臺肩、凸起、毛刺、或者插入的銷釘或者類似物來形成。

在一種有利的實(shí)施形式中，該輪廓被構(gòu)造為成型的研磨表面， 尤其是溝槽。由此，可實(shí)現(xiàn)光學(xué)元件的旋轉(zhuǎn)特別地可靠的保持。

在一種特別有利的、代替的實(shí)施形式中，該輪廓被構(gòu)造為平的 研磨表面。這種研磨表面可以特別簡單地被制造。

在該實(shí)施形式的一個(gè)特別有利的擴(kuò)展方案中，該平面被構(gòu)造為 用于反射光束的反射面。反射的光束可以在激光加工之前用于測試 光電二極管。此光電二極管可以因此用于檢測可能會導(dǎo)致光學(xué)元件 熱負(fù)載的輻射強(qiáng)度或輻射熱。光學(xué)元件因此可按特別優(yōu)選的方式被 監(jiān)控。

在一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施例中，光學(xué)元件的保持器包括輻射測量 裝置，其包括位于周面上第一位置處用于發(fā)射光束的光源，和位于 周面上第二位置處的傳感器元件，用于接收由反射表面反射的光 束。強(qiáng)度的變化意味著光學(xué)元件熱負(fù)載的增加。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例 中，光源實(shí)施成發(fā)光二極管，傳感器元件被實(shí)施成光電二極管。這 使得可以得到非常簡單且成本有效的輻射測量裝置結(jié)構(gòu)。

在另一實(shí)施例中，研磨表面形成在發(fā)光二極管前面的光學(xué)元件 的周面上。來自發(fā)光二極管的光線因此可以被很好地結(jié)合到光學(xué)元 件中。

在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，研磨表面具有被研磨和拋光的表面。研 磨表面的狀態(tài)可根據(jù)用光電二極管進(jìn)行測量的適應(yīng)性而變化。

保持器可以包括由彈簧安裝的卡持體，其具有壓力面，用于在 徑向上朝光學(xué)元件的輪廓施加壓力。特別地，壓力面的形狀可以變 化以適應(yīng)研磨表面的形狀。這使得可按精確配合來安裝光學(xué)元件。

在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，卡持體包括用于測量光學(xué)元件溫度的溫 度傳感器。該卡持體通過壓力面與輪廓直接接觸因此允許進(jìn)行接觸 溫度測量。

附圖說明

下面以示例性附圖示出本發(fā)明的兩個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，在附圖中：

圖1示出了一個(gè)激光加工系統(tǒng)；

圖2為激光加工系統(tǒng)的激光加工頭的光學(xué)元件的保持器的透 視圖；

圖3為該保持器的組裝透視圖；

圖4為該光學(xué)元件的側(cè)視圖；

圖5為包括監(jiān)控裝置的該光學(xué)元件的平面圖；

圖6為包括監(jiān)控裝置的另一光學(xué)元件的平面圖。

具體實(shí)施方式