[發(fā)明專利]三維激光加工機

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380070104.3
• 申請日: 2013-11-08
• 公開（公告）號: CN104918744B
• 公開（公告）日: 2016-11-23
• 發(fā)明（設計）人: 山下貢丸;藤田善仁;吳屋真之;柴田亮太;鈴木龍;山崎真
• 申請（專利權）人: 三菱重工工作機械株式會社
• 主分類號: B23K26/046
• 分類號: B23K26/046;B23K26/00;B23K26/02
• 代理公司: 中原信達知識產(chǎn)權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 蘇卉;車文

技術領域

本發(fā)明涉及三維激光加工機。

背景技術

近年來，不斷擴大采用高張力鋼板(高強度材料)，并用在各種領域中。例如，在汽車產(chǎn)業(yè)中，為了提高汽車的燃油經(jīng)濟性，要求實現(xiàn)車身部件的輕量化，并保持或提高輕量化的車身部件的安全性，作為用于同時實現(xiàn)車身部件的輕量化和高剛性化的材料而采用高強度材料。

使用了高強度材料的車身部件等與使用了軟鋼材的以往的零件相比具有非常高的剛性，利用以往的沖壓方式而進行的切斷、開孔的加工變得困難。由此，在使用了高強度材料的部件中，實施利用激光而進行的切斷、開孔的加工，而不是利用沖壓方式進行的加工。

利用激光所進行的加工由三維激光加工機進行(例如，專利文獻1及專利文獻2)。激光加工向作為被加工物的工件的被加工部照射激光而使部件熔融，并利用氣體等吹走熔融的部件，由此進行工件的切斷、開孔。

三維激光加工機為了提高激光加工的加工精度等而具備聚光透鏡，經(jīng)由聚光透鏡而照射激光。通過聚光透鏡使激光會聚于工件的被加工部或被加工部附近，從而在被加工部能夠減小照射激光的照射面積。由此，被激光熔融的部分減小，能夠實施細微的形狀、小范圍的切斷、開孔的加工，因此能夠進行高精度的加工。

即，被加工物的激光的照射面積會影響激光加工的加工精度。作為決定激光的照射面積的要素，有激光會聚的焦點位置與工件的被加工部之間的距離。因此，掌握上述距離而在激光加工時將上述距離設定為預定距離十分重要。

因此，在以往的三維激光加工機中，在激光照射部附近具備靜電電容傳感器、激光位移計等距離檢測器(間隙傳感器)。通過間隙傳感器來測定距工件的被加工部的距離(間隙)，根據(jù)間隙測定值來算出照射的激光的焦點位置與工件的被加工部之間的距離，并確認計算結果是否處于激光加工的加工設定值的公差內(nèi)。

在間隙傳感器的計算結果在加工設定值的公差內(nèi)的情況下，從激光照射部照射激光，實施切斷、開孔的加工。在間隙傳感器的計算結果在加工設定值的公差外的情況下，使具有激光照射部的激光頭移動，再次測定間隙傳感器的間隙、算出激光的焦點位置與工件的被加工部之間的距離、確認計算結果，在間隙傳感器的計算結果成為加工設定值的公差內(nèi)之后，對工件的被加工部實施激光加工。

對于一個被加工部進行以上那樣的從間隙測定到激光加工的一系列動作，在具有多個被加工部的工件的激光加工中，對于工件中的每個被加工部進行上述一系列動作。

專利文獻1：日本特開2010-17745號公報

專利文獻2：日本特開昭61-27192號公報

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明要解決的課題

但是，由于在間隙傳感器測定間隙、算出激光的焦點位置與工件的被加工部之間的距離、確認計算結果的期間，并不是利用激光進行切斷、開孔的加工，因此會妨礙提高三維激光加工機的加工效率。

當然，若為了提高三維激光加工機的加工效率，不計測激光的焦點位置與工件的被加工部之間的距離地進行激光加工，則無法使該距離與預定加工設定值一致，導致激光加工的加工精度下降。

本發(fā)明是鑒于上述問題而作出的，目的在于提高三維激光加工機中的激光加工的加工效率。

用于解決課題的方案

解決上述課題的第一技術方案的三維激光加工機將通過聚光透鏡而會聚的激光的焦點位置設定在距被加工物中的被加工部為預定距離的位置，由此對上述被加工部實施高精度的激光加工，上述三維激光加工機的特征在于，上述三維激光加工機具備測定上述被加工物的三維形狀的三維形狀測定器，基于由上述三維形狀測定器測定的上述被加工物的三維形狀數(shù)據(jù)，將上述激光的焦點位置設定在距上述被加工部為預定距離的位置。

解決上述課題的第二技術方案的三維激光加工機以第一技術方案的三維激光加工機為基礎，其特征在于，在上述被加工物的換產(chǎn)調(diào)整空間設置上述三維形狀測定器，在對上述被加工物實施激光加工之前，測定在上述換產(chǎn)調(diào)整空間進行換產(chǎn)調(diào)整后的上述被加工物的三維形狀。

解決上述課題的第三技術方案的三維激光加工機以第一或第二技術方案的三維激光加工機為基礎，其特征在于，通過上述三維形狀測定器測定激光加工后的上述被加工物的三維形狀，并通過激光加工后的上述被加工物的三維形狀數(shù)據(jù)來確認激光加工的加工精度。

發(fā)明效果