[发明专利]激光加工装置

说明书

技术领域

本发明涉及激光加工装置。

背景技术

用激光向工件照射并对工件施行切割、焊接等激光加工的激光加工装置正在广泛使用。

例如，以往的激光加工装置构成为以下的装置，其包括激光起振器、输送路径、加工头等，将由激光起振器生成的激光经输送路径输送到加工头，通过从加工头向工件照射激光而使工件表面熔融，并施行激光加工。

更具体地，如图18所示，以往的加工头100包括聚光透镜110、保护玻璃120、透镜壳体130和焊枪140等。

聚光透镜110是用于将由激光起振器生成的激光聚光而使其能量集中的透镜，保护玻璃120是用于防止在激光加工时产生的溅射物、烟雾等高温金属异物150向聚光透镜110附着的玻璃。

透镜壳体130是在内部收置聚光透镜110和保护玻璃120的壳体，用于保护该光学系统。焊枪140是配置在加工头100的前端，且用于防止由聚光透镜110聚光的激光的扩散以及来自外部的对激光的影响的壳体。

如上所述，在加工头100中，在透镜壳体130内由聚光透镜110聚光的激光经保护玻璃120而从焊枪140向工件照射。

此外，在激光加工时，特别地，为了防止焊接时的工件表面的氧化、杂质的熔入等且使焊接品质稳定，通常使用将氮气、氩气等辅助气体向工件表面喷吹而使焊接部分的气氛变为惰性的方法。

在以往的加工头100中，如图18所示，在高温异物150从焊枪140的开口部进入焊枪140内的情况下，直接到达保护玻璃120或在形成为平面的焊枪140的内壁反射而到达保护玻璃120，附着在保护玻璃120上，再有，在比玻璃熔融温度高的状态下附着的情况下熔入玻璃内而有时在保护玻璃120的表面牢固地固定，可产生保护玻璃120的表面劣化，保护玻璃120的损耗加剧的不良情况。

其结果，保护玻璃120的激光的透射率下降，导致激光输出的下降，对加工品质产生影响。此外，为了将激光输出保持为一定而需要频繁地更换保护玻璃120，在成本方面也不理想。

专利文献1公开的加工头是解决上述问题的一个手段，是在焊枪的内壁设置螺旋状的辅助气体流路的技术。这样，朝向工件的加工点形成螺旋状的辅助气体流，可抑制溅射物等高温异物进入加工头内。

但是，在专利文献1中公开的加工头中，不能完全防止以比辅助气体流高的速度飞溅的溅射物进入加工头内。因此，温度比保护玻璃的熔点高的金属异物(例如，工件的熔点以上的高温状态的溅射物)在保护玻璃上附着，可产生熔入(焊接于)保护玻璃的不良情况。特别地，在焊枪和工件的距离近的情况下，焊枪的开口面积相对于溅射物的进入路径变得较大，因此难以防止溅射物的进入。

此外，在使用激光加工装置来在工件上施行焊接的情况下，通常使用使辅助气体的流动缓慢且产生加工点的惰性气氛的技术。

因此，在将专利文献1记载的加工头用于激光焊接的情况下，为了防止高温异物进入焊枪内而增加辅助气体的流速是不适当的，导致使焊接品质下降。

专利文献1：特开平11-245077号公报

发明内容

发明所要解决的问题

本发明的目的是提供可防止因激光加工时产生的溅射物、烟雾等高温异物向保护玻璃附着而引起的保护玻璃的透射率的下降，且可提高保护玻璃的使用寿命的激光加工装置。

用于解决问题的手段

本发明的一种激光加工装置，通过向工件表面照射激光而使上述工件表面熔融以施行加工，其中，具备：聚光透镜，其将上述激光向上述工件表面聚光；保护玻璃，其在上述聚光透镜的工件侧配置，且保护上述聚光透镜；焊枪，其朝向上述工件地配置，且使上述激光出射；和冷却单元，其冷却上述保护玻璃。

优选的是，所述冷却单元通过向所述保护玻璃喷射冷却气体来冷却所述保护玻璃和所述焊枪内的保护玻璃周围的气氛。

优选的是，所述冷却气体是通过在所述工件的加工时被喷射到工件表面而在该工件表面形成惰性气氛的辅助气体。

优选的是，所述冷却单元具有喷射所述辅助气体的多个喷射口，所述辅助气体从所述多个喷射口向所述保护玻璃的表面喷射。

优选的是，所述冷却单元的多个喷射口配置成朝向所述焊枪的内部，且分别在所述焊枪的周向上留有间隔地配置。

此外，在本发明的激光加工装置中，优选的是，还具备将所述焊枪内的气氛向焊枪外部排出的排出单元。

优选的是，所述排出单元具有：将所述焊枪内的气氛向焊枪外部排出的排出口；和调整向所述焊枪外排出的焊枪内气氛的流量的单元。