[发明专利]能够切换纤芯的激光加工装置

说明书

本发明提供一种激光加工装置，其具备：生成激光的激光源；对激光源所生成的激光进行传输的第一传输部及第二传输部；以及将第二传输部所传输来的激光聚光并向被加工物照射的加工头。第二光传输部具有多个纤芯，利用上述纤芯的任一个纤芯来向加工头传输激光，上述纤芯的分别面向加工头的射出端固定地配置于加工头。激光加工装置还具备对多个纤芯中实际上向加工头传输激光的纤芯进行切换的切换部。

技术领域

本发明涉及能够切换向加工头传输激光的纤芯的激光加工装置。

背景技术

以往公知一种激光加工装置，其具备传输由激光源生成的激光的光纤、和将从光纤射出的激光聚光并向被加工物照射的加工头。这样的激光加工装置在JP-B-3978066、JP-A-H02-232618、以及JP-A-2014-029537等中举例表示。在一般的激光加工装置中，根据光纤的芯径以及聚光光学系统的成像倍率来决定被加工物上的聚光径以及聚光角，并与之对应地使加工性能变化。被加工物上的最佳的聚光径与激光加工的种类(例如，焊接、切断、做记号等)、以及被加工物的材质及厚度等对应地决定。

图12是用于对纤芯FC的芯径D₀以及射出端的扩散角A_f、与聚光点的聚光径D_C以及聚光角A_C之间的关系进行说明的示意图。一般而言，根据纤芯FC的射出端与聚光透镜L之间的距离d₁、聚光透镜L与聚光点之间的距离d₂、以及聚光透镜L的焦距d₃，来决定聚光光学系统S的成像倍率，由此也决定聚光光学系统S的聚光角A_C。此处，为了使聚光径D_C变化而使成像倍率变化即可，但与此同时聚光角A_C也变化。这是由于，纤芯FC的芯径D₀与射出端的扩展角A_f的积具有等于聚光点的聚光径D_C与聚光角A_C的积的关系。另一方面，在扩散角A_f相同的情况下，若适当地变更芯径D₀，则能够不使聚光角A_C变化地使聚光径D_C变化。或者，也能够不使聚光径D_C变化地使聚光角A_C变化。这样，通过适当地变更向聚光光学系统S传输激光的纤芯FC的芯径D₀，能够得到最佳的聚光径D_C以及聚光角A_C。然而，为了变更纤芯FC的芯径D₀，需要更换与加工头连接的光纤本身，从而此时有加工头内的光学元件受到污染而加工精度降低的担忧。其理由是，由于大多激光加工装置容纳在防止激光的漏出而保护使用者的壳体，所以由激光加工产生的尘埃充满壳体内。

与此相关联地，JP-A-2012-024782中，提出了选择性地使用芯径不同的多个工艺纤维(process fiber)中任一个来向加工头传输激光的激光加工装置。更加具体而言，JP-A-2012-024782的激光加工装置中，通过用马达使安装有多个工艺纤维的板部件旋转，将任一个工艺纤维定位在来自纤维供给器(feeding fiber)的射出光的光路上。根据JP-A-2012-024782的激光加工装置，每当变更聚光径或聚光角时，不需要更换工艺纤维。然而，由于JP-A-2012-024782的激光加工装置在加工头的激光的射入部分的附近具有通过马达而旋转的旋转部件，所以依然有加工头的周围的尘埃从上述的射入部分侵入加工头内而污染光学元件的担忧。并且，由于光纤的射出端或多或少发热，所以优选在其周围设置各种冷却构造，但由于JP-A-2012-024782的多个工艺纤维由马达驱动，所以难以设置适当的冷却构造。

发明内容

从而需求能够不更换与加工头连接的光纤而是调整激光的聚光径以及聚光角等并且能够可靠地防止加工头内的光学元件受到污染的激光加工装置。