[發明專利]加工裝置、加工單元及加工方法

有效

• 申請號: 201380011549.4
• 申請日: 2013-02-28
• 公開（公告）號: CN104203483A
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發明（設計）人: 吳屋真之;木之內雅人;渡邊俊哉
• 申請（專利權）人: 三菱重工業株式會社
• 主分類號: B23K26/06
• 分類號: B23K26/06;B23K26/067;B23K26/073;B23K26/08;B23K26/38
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 高培培;車文

技術領域

本發明涉及一種向加工對象部件照射激光來進行加工的加工裝置、加工單元及加工方法。

背景技術

作為對被加工部件進行切割和鉆孔等加工的加工裝置，有使用激光的加工裝置(參考專利文獻1及專利文獻2)。專利文獻1及專利文獻2所記載的加工裝置通過向被加工部件照射激光，對被加工部件進行切割和鉆孔。并且，專利文獻1中，記載有一種激光加工方法，即向被加工部件照射至少兩種波長的激光來進行孔加工的方法，其具有：沿著孔內周照射點徑小于孔徑的第一激光來進行加工的步驟；及以小于孔徑的點徑，向孔圓周的內側照射波長比第一激光長的第二激光的步驟，通過后步驟對在前步驟中未被加工的部分進行加工。并且，專利文獻1中，記載有組合電流鏡，來挪動第一激光的照射位置的裝置。專利文獻2中，記載有在保持透鏡的結構體上設置線圈，且在基座上設置永久磁鐵的結構，通過驅動線圈，使透鏡旋轉移動，使聚光點旋轉。

并且，在本發明的申請人為申請人的專利文獻3中，記載有如下加工裝置：具備CO₂激光振蕩器及準分子激光振蕩器，將CO₂激光束和準分子激光束作為兩個激光，通過照射CO₂激光的激光束進行塑料部件或者FRP部件的切割或鉆孔之后，接著將準分子激光的激光束照射在其切割面及其附近，進行去除在切割面發生的碳化層或熱影響層的基于激光的切割。專利文獻3所記載的加工裝置將準分子激光束設為其橫截面為環狀的激光束，使CO₂激光束插穿該激光束的中空部，將兩個激光束的光軸設為相同之后，通過同一傳輸路徑傳輸兩個激光束，引導至塑料部件或FRP部件的切割或者鉆孔加工部的附近，在該附近再次使兩個激光束分離。

以往技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本專利公開2011-110598號公報

專利文獻2：日本專利第2828871號公報

專利文獻3：日本專利第2831215號公報

發明的概要

發明要解決的技術課題

如專利文獻1及專利文獻2所記載的加工裝置，通過使激光照射位置旋轉，能夠適當地加工被加工部件。并且，如專利文獻3所記載的加工裝置，通過利用兩個激光，能夠適當地加工被加工部件。然而，專利文獻1至3所記載的加工裝置，存在若提高加工精度，則裝置結構變得復雜，或者成為大型化的問題。

本發明是鑒于上述問題而完成的，其目的在于提供一種能夠以更簡單的結構進行高精度加工的加工裝置、加工單元及加工方法。

用于解決技術課題的手段

為了解決上述課題，來達成目的，本發明是一種加工裝置，向被加工部件照射激光，來對被加工部件進行切割或鉆孔加工，其中，具有：激光輸出裝置，輸出激光；引導光學系統，引導從所述激光輸出裝置輸出的激光；及照射頭，引導從所述引導光學系統輸出的激光，向所述被加工部件進行照射；其中，所述照射頭具有：第一棱鏡，折射所述激光；第二棱鏡，配置在與所述第一棱鏡對置的位置，并折射所述激光；旋轉機構，使所述第一棱鏡和所述第二棱鏡一體旋轉；及控制裝置，控制所述旋轉機構的動作，通過所述旋轉機構使所述第一棱鏡和所述第二棱鏡一體旋轉，從而使所述激光光路繞所述旋轉機構的旋轉軸旋轉使照射位置旋轉的同時照射所述被加工部件，所述控制裝置根據所述被加工部件的再熔融層的容許厚度與轉速之間的關系或者所述被加工部件的氧化層的容許厚度與轉速之間的關系，計算所述激光的容許轉速范圍，將包含在所述容許轉速范圍的轉速確定為所述旋轉機構的轉速，使所述旋轉機構以確定的轉速旋轉。

并且，優選所述激光輸出裝置以脈沖方式輸出所述激光，所述控制裝置將激光的ON/OFF周期設為照射位置的旋轉周期的非整數倍。

并且，優選所述被加工部件的再熔融層的容許厚度是根據預先設定的值或者所述被加工部件的材質、厚度及加工條件中的至少一個來計算出的值。

并且，優選所述被加工部件由因科內爾(注冊商標)、哈斯特洛伊(注冊商標)、不銹鋼、陶瓷、鋼、碳鋼、瓷器、硅、鈦、鎢、樹脂、塑料、纖維增強塑料、鋼板以外的鐵合金、鋁合金中的任意材料制作。

并且，優選所述激光輸出裝置為光纖激光輸出裝置。

并且，優選所述激光輸出裝置是以脈沖寬度為100皮秒以下的脈沖輸出激光的短脈沖激光輸出裝置。

并且，優選所述照射頭具有：平行光學系統，對從所述引導光學系統輸出的所述激光進行準直并使其入射到所述第一棱鏡；及聚光光學系統，對從所述第二棱鏡輸出的所述激光進行聚光。