激光加工机以及激光加工方法技术

提供一种激光加工机，能够对保护玻璃的起因于由脏污等导致的温度上升的变化的焦点位置的变动、以及其他光学部件的焦点位置的变动的双方进行适当的修正，并且能够抑制传感器类的增加和运算的复杂化。设置有第一焦点变动量计算单元(35)，根据从激光加工头(4)照射的照射时间与停止时间的时间差、或者光学系统(15)整体的温度的检测值，计算焦点位置的变动量。设置有第二焦点变动量计算单元(37)，计算与保护玻璃(13)的温度变化相对的焦点位置的变动量。设置有焦点位置修正单元(25)，使用该第一以及第二焦点变动量计算单元(35、37)计算出的焦点位置的变动量之和，使加工机主体控制装置(2)进行焦点位置的修正。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】关联申请:本申请主张2013年4月17日提交的日本特愿2013-086230的优先权，并通过参照将其整体引用为本申请的一部分。
本专利技术涉及对板材等工件进行切割加工等的激光加工机，尤其涉及具备对于光学系统的脏污进行焦点修正等的功能的。
技术介绍
—直以来，提出有一种激光加工机，对焦点位置的变动进行修正而进行激光加工，该焦点位置的变动起因于由激光加工头所具备的保护玻璃的劣化程度导致的温度上升的变化(例如专利文献I)。具体地说，采用如下方法:例如，使用热检测器或光检测器来检测保护玻璃的脏污的程度，根据温度来运算焦点变动量，并对焦点位置进行修正。另外，激光加工头的光学部件为，在没有脏污的情况下，即使激光透射也几乎不产生发热的问题，但在有脏污的情况下，该脏污成分发热，光学部件温度上升。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2012-157893号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题在激光加工头的光学系统中，容易产生脏污的部位为保护玻璃等离加工点最近的光学元件，但其他光学元件也产生起因于温度上升的变化的焦点位置的变动。因此，仅通过基于保护玻璃的温度检测的焦点位置的修正是不充分的。并且，在保护玻璃等离加工点最近的光学元件和其他光学元件中，温度变化的程度较大地不同，因此不能够通过一个检测值对两者进行焦点位置的修正。如果对每个光学元件的温度进行检测而进行焦点位置修正，则能够进行适当的焦点位置修正，但传感器类变得过多，并且用于修正的运算也变得复杂O并且，在专利文献I中，使用检测到的温度，根据温度来运算焦点位置变动量，并对焦点位置进行修正，但在通常的加工时，伴随有激光的开启、关闭、以及激光输出的不均，因此在这一方面也难以进行精度良好的焦点位置修正。本专利技术的目的在于提供，能够对保护玻璃等离加工点最近的光学元件的起因于由脏污等导致的温度上升的变化的焦点位置的变动、以及其他光学部件的起因于温度上升的变化的焦点位置的变动的双方进行适当的修正，能够获得优良的加工质量、并且能够抑制传感器类的增加和运算的复杂化。用于解决课题的手段以下，关于本专利技术，为了容易理解，且为了方便而参照实施方式的符号进行说明。本专利技术的激光加工机为，具备:激光加工头(4)，具有由多个光学元件构成的光学系统(15)以及该光学系统(15)的焦点位置调节机构(16);激光振荡器(5);移动机构(6)，使上述激光加工头⑷相对于工件(W)相对移动；以及控制装置(2)，控制上述焦点位置调节机构(16)、上述激光振荡器(5)以及上述移动机构(6);该激光加工机对一个工件(W)反复进行激光照射的开启、关闭，该激光加工机的特征在于，设置有:第一焦点变动量计算单元(35)，根据从上述激光加工头(4)照射激光的照射时间与停止时间的时间差、或者上述光学系统(15)整体的温度的检测值，计算上述焦点位置的变动量；第二焦点变动量计算单元(37)，根据上述光学系统(15)中离加工点最近的光学元件的温度的检测值，计算与离该加工点最近的光学元件的温度变化相对的焦点位置的变动量；以及焦点位置修正单元(25)，使用该第一以及第二焦点变动量计算单元(35、37)计算出的焦点位置的变动量之和，上述控制装置⑵使上述焦点位置调节机构(16)进行焦点位置的调节的修正。另外，焦点位置修正单元(25)为，作为结果使用上述焦点位置的变动量之和来进行修正即可，例如也可以如在实施方式中表示的那样，根据第一以及第二焦点变动量计算单元(35、37)计算出的焦点位置的变动量，计算相对于各个变动量应该从当前位置移动的量即修正量，并根据这些修正量之和使上述控制装置(2)进行基于上述焦点位置调节机构(16)的焦点位置的调节的修正。离上述加工点最近的光学元件，例如在光纤激光器、YAG激光器等固体式激光加工机中为保护玻璃，在二氧化碳激光器等气体式激光加工机中为聚光透镜。并且，本专利技术的激光加工方法为，使用具有由多个光学元件构成的光学系统以及该光学系统的焦点位置调节机构的激光加工头、激光振荡器、使上述激光加工头相对于工件相对移动的移动机构、以及控制上述焦点位置调节机构、上述激光振荡器以及上述移动机构的控制装置，对一个工件反复进行激光照射的开启、关闭，该激光加工方法的特征在于，具有:第一焦点变动量计算过程，根据从上述激光加工头照射激光的照射时间与停止时间的时间差、或者上述光学系统整体的温度的检测值，计算上述焦点位置的变动量；第二焦点变动量计算过程，根据上述光学系统中离加工点最近的光学元件的温度的检测值，计算与离该加工点最近的光学元件的温度变化相对的焦点位置的变动量；以及焦点位置修正过程，使用在该第一以及第二焦点变动量计算过程中计算出的焦点位置的变动量之和，上述控制装置使上述焦点位置调节机构进行焦点位置的修正。根据该构成，由于设置有根据光学系统(15)整体的温度来计算焦点位置的变动量的第一焦点变动量计算单元(35)和计算与离加工点最近的光学元件(13)的温度变化相对的焦点位置的变动量的第二焦点变动量计算单元(37)，并使用两个焦点变动量计算单元(35、37)计算出的焦点位置的变动量之和来进行基于焦点位置调节机构(16)的调节的焦点位置的修正，因此能够对保护玻璃(13)等离加工点最近而容易产生脏污的光学元件(13)的起因于温度上升的变化的焦点位置的变动、以及其他光学部件(11、12)的起因于温度上升的变化的焦点位置的变动的双方进行适当的修正，能够获得优良的加工质量。与光学系统(15)整体的温度相对的焦点位置的变动量，不进行每个光学元件的温度检测而综合地求出焦点位置的变动量，因此能够抑制传感器类的增加和运算的复杂化。另外，关于与光学系统(15)整体的温度相对的焦点位置的变动量，除了基于温度的检测值的计算以外，也可以根据照射激光的照射时间与停止时间的时间差来进行计算，但由于不是仅根据照射时间、而是根据照射时间与停止时间的时间差来进行计算，因此即使对一个工件(W)反复进行激光照射的开启、关闭，也能够根据时间来适当地推测温度变化。通过根据时间来推测温度变化，由此能够省略温度的检测单元、削减部件数量。关于时间，由于运算处理装置通常具备时钟产生单元，因此能够利用其时钟。关于离加工点最近的光学元件(13)，由于容易产生脏污而温度变化较大，因此通过与时间无关地将温度的检测值用于焦点位置的修正，由此能够对该较大的温度变化进行适当的焦点位置修正。在本专利技术中，也可以设置有中止修正判定单元(38)，该中止修正判定单元(38)为，将离上述加工点最近的光学元件(13)的温度的检测值与中止判定用阈值以及修正判定用阈值进行比较，在超过上述中止判定用阈值的情况下，使上述控制装置(2)进行加工的中止，在为上述中止判定用阈值以下、但超过上述修正判定用阈值的情况下，使上述焦点位置修正单元(25)进行上述修正，在为上述修正判定用阈值以下的情况下，不使上述焦点位置修正单元(25)进行使用上述第二焦点变动量计算单元计算出的焦点位置的变动量的修正。在温度高到不能进行适当的加工的程度的情况、即超过中止判定用阈值的情况下，进行加工的中止，由此在通过焦点位置的修正不能够对应当前第1页1 2 3 4 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光加工机，具备：激光加工头，具有由多个光学元件构成的光学系统以及该光学系统的焦点位置调节机构；激光振荡器；移动机构，使上述激光加工头相对于工件相对移动；以及控制装置，控制上述焦点位置调节机构、上述激光振荡器以及上述移动机构，该激光加工机对一个工件反复进行激光照射的开启、关闭，该激光加工机的特征在于，设置有：第一焦点变动量计算单元，根据从上述激光加工头照射激光的照射时间与停止时间的时间差、或者上述光学系统整体的温度的检测值，计算上述焦点位置的变动量；第二焦点变动量计算单元，根据上述光学系统中离加工点最近的光学元件的温度的检测值，计算与离该加工点最近的光学元件的温度变化相对的焦点位置的变动量；以及焦点位置修正单元，使用该第一以及第二焦点变动量计算单元计算出的焦点位置的变动量之和，上述控制装置使上述焦点位置调节机构进行焦点位置的修正。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：松本圭太，中村敦，
申请(专利权)人：村田机械株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP