[發明專利]激光加工機的聚光透鏡的污垢檢測方法及裝置

無效

• 申請號: 200610084871.1
• 申請日: 2006-05-23
• 公開（公告）號: CN101078691A
• 公開（公告）日: 2007-11-28
• 發明（設計）人: 山崎恒彥;宮川直臣
• 申請（專利權）人: 山崎馬扎克公司
• 主分類號: G01N21/958
• 分類號: G01N21/958;B23K26/06;B23K26/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司
• 代理人: 劉建

技術領域

本發明涉及裝備在激光加工機的激光槍內的聚光透鏡的污垢的自動檢測裝置。

背景技術

在激光加工機中，從激光諧振器振蕩的激光束，經由具有折返鏡等的光學系，供給加工用的激光槍，用激光槍內的聚光透鏡會聚激光束，使其焦點與加工物的表面附近一致，進行加工。

如果在該光學系或聚光透鏡等上附著異物等污垢，就成為加工效率降低的原因。

下述專利文獻1公開了檢查光學系的污垢等的技術，專利文獻2公開了監視激光槍內的聚光透鏡的污垢的狀態的技術。

專利文獻1：特開平9-271968號公報

專利文獻2：特開平9-57479號公報

上述專利文獻2所述的技術，在激光加工頭上設置攝像機構，光學檢測聚光透鏡的污垢。

在采用該機構時，不僅加工頭的結構復雜，而且還需要攝像數據的處理。

發明內容

本發明的目的在于提供一種利用設在激光加工機中的加工頭的上下方向軸(Z軸)的控制機構，進行聚光透鏡的污垢的檢測的方法和裝置。

根據本發明的激光加工機的聚光透鏡的污垢檢測方法，該激光加工機，具備：具有聚光由激光諧振器供給的激光束的聚光透鏡的加工頭、和檢測在聚光的激光束的焦點位置與加工物表面一致時產生強光的光傳感器，其中，通過檢測聚光透鏡的焦點位置的變化，檢測聚光透鏡上的污垢。

另外，激光加工機的聚光透鏡的污垢檢測裝置，該激光加工機，具備，保持加工物的工作臺、向與工作臺垂直的方向的坐標軸即Z軸方向移動的加工頭、隨著控制加工頭的移動存儲Z軸的坐標位置的控制裝置、安裝在加工頭內并會聚從激光諧振器供給的激光束的聚光透鏡、檢測在聚光透鏡聚光的激光束的焦點位置與加工物表面一致時產生強光并將信號發送給控制裝置的受光裝置，其中：控制裝置，通過比較具有正常的聚光透鏡的加工頭的焦點位置的Z軸坐標和聚光透鏡的污垢形成的焦點位置的Z軸坐標，檢測聚光透鏡的污垢。

根據本發明，對于在激光加工機的聚光透鏡上發生污垢時，聚光透鏡熱膨脹，焦點距離縮短的現象，能夠用簡單的機構檢測聚光透鏡的污垢。

附圖說明

圖1是激光加工機的聚光透鏡的污垢檢測裝置的說明圖。

圖2是表示聚光透鏡的污垢檢測方法的說明圖。

圖中：1-聚光透鏡的污垢檢測裝置，10-激光諧振器，20-光路，30-折返鏡，50-加工頭，60-激光嘴，100-聚光透鏡，300-受光裝置。

具體實施方式

圖1是表示本發明的激光加工機的聚光透鏡的污垢檢測裝置的整體構成的說明圖。

用符號1表示整體的聚光透鏡的污垢檢測裝置，具有設在激光加工機的部分底座200上的受光裝置300。該受光裝置300，具有受光傳感器310，檢測在試驗件TP上聚光的激光束的焦點位置一致時發生的稱為藍色火焰BF的強光。

激光加工機的激光諧振器10，經由輸出透鏡12向光路20輸出激光束LB。在光路20內配設折返鏡30等，向加工頭50內導入激光束LB。

相對于固定側的光路20，向與加工工作臺垂直的Z軸方向移動控制激光頭50。

在用加工頭50內安裝聚光透鏡100，會聚以平行光狀態輸入的激光束LB，從激光嘴60向試驗件TP照射。在向Z軸方向移動加工頭50，如果激光束的焦點在試驗件TP上焦點一致，就發生藍色火焰BF。

受光裝置300的受光傳感器310，檢測藍色火焰BF的發生，通知給激光加工機的控制裝置(未圖示)。控制裝置，存儲發生藍色火焰BF時的Z軸坐標位置。

圖2是表示根據本發明的聚光透鏡的污垢檢測方法的說明圖。圖2(a)表示裝備新的聚光透鏡100a的狀態的激光束LB的焦點位置。在該狀態時，透鏡100a的上表面具有曲率半徑R₁。另外，在試驗件TP上發生藍色火焰的Z軸坐標為Z₁，控制裝置存儲該坐標。

如果長時間使用加工頭，就在聚光透鏡上表面附著異物。圖2(b)表示此狀態。

如果在聚光透鏡上附著異物D₁，發生透鏡污垢，透鏡100b的光透過率就下降。如果透鏡100b的光透過率下降，切斷能量就下降，因此降低加工效率。

對于發生污垢的聚光透鏡100b，不透過的光能變換成熱，蓄積在透鏡內。

因該蓄積熱，聚光透鏡100b熱膨脹，上表面凸狀變形，曲率半徑R₂小于新的聚光透鏡100a的曲率半徑R₁。