[发明专利]激光处理设备

说明书

本发明涉及一种光纤传输型激光处理设备。

在利用YAG激光器一类的激光处理设备在远离设备本体的地点进行激光处理的情况下，设备本体内的输入单元经由一光纤与远处(处理地点)的输出单元连接。在设备本体中产生的激光束通过光纤从输入单元传送到输出单元，在输出单元处激光束被射到工件上。

近来流行一种多位处理，其中将在设备本体内振荡的激光束分为多个激光束，然后经由光纤将这些激光束引向不同位置。

至今，产生脉冲激光束以进行激光处理的激光处理设备利用了一种脉冲激光束激光输出的或者与之相应的预定电子参数的变化控制波形技术，以适应各种处理要求。

按照这种波形控制系统，波形控制所需的基准波形是预先设定的并将其输入激光处理设备中。在激光处理设备中，从激光电源单元为激光振荡单元提供电源，以振荡地输出激光束，一个激光控制部件以开环控制系统或闭环(反馈)控制系统控制激光电源单元，以允许波形、亦即从激光振荡单元振荡输出的激光束的激光输出随时间的变化或激光电源单元的预定电子参数随时间的变化与基准波形一致。

在利用脉冲激光束进行激光处理的情况下，通常以一预定重复频率将串脉冲激光束照射到工件上。

在如上所述的光纤传输型激光处理设备中，激光束必须正确地照射到在设备本体输入单元中的光纤的一端面上(换言之，它必须集中在该端面的中心部分上)。激光束在光纤上的不准确入射导致激光输出的较大损失或光纤端面的燃烧。因此，在输入单元中，当安装或装配设备或交换光纤时，在光轴方向(Z方向)上调节(聚焦)聚光透镜的位置，同时以垂直于光轴的方向(XY方向)调节(光轴较准)光纤的连接位置。

然而，在这种种类的激光处理设备中，如果激光输出超过一定值，激光介质(YAG棒)的热透镜效应等可能引起如图22所示的放大光束直径或输出角，如从激光振荡单元200振荡的激光束LB的虚线LB’所表示的，其结果是即使用输入单元中的聚光透镜202对其聚光，激光束仍满出光纤204的入射端面，从而导致光纤204的可能燃烧或欠缺的处理。造成这种缺陷的激光输出的极限值取决于光纤的种类和直径。

为此，在多位处理系统中，由于替换光纤带来的光纤种类或直径上的任何变化可能导致光纤的激光输出的上限变化。因此，即使至此它一直是正常的，在交换后该上限可能被超过，从而使光纤损坏。

此外，在波形控制的激光处理设备中，用户(操作者)可将脉冲波形和脉冲激光束的脉冲重复频率设置为任何值。因此，有可能进行这样的设置，使之超过光纤的激光输出极限值。

本发明考虑到了现有技术中所存在的上述问题。因此本发明的目的是提供一种能够自动管理激光束在光纤上的入射(注入)功率的激光处理设备，无需用户的劳动和负担，从而获得光纤保护、激光处理效率、工艺质量上的改进。

为了达到上述目的，按照本发明的第一方面，提供一种激光处理设备，其中从激光振荡单元振荡输出的激光束通过光纤传输到一遥远的激光处理现场，所述激光处理设备包含光纤设定装置，用于设定所述光纤的种类和直径；激光输出上限寻找装置，用于根据所述光纤设定装置设定的所述光纤的种类和直径寻找所述激光束的激光输出上限；激光输出设定装置，用于设定所述激光束的激光输出；以及判断装置，用于把所述激光输出设定装置设定的所述激光输出值与所述激光输出上限寻找装置找到的所述激光输出上限相比较，以判断所述激光输出设定值是否超过所述激光输出上限。

激光输出上限寻找装置可包括用于以表格式存储可用于所述设备的多个光纤的种类和直径以及对应于每一种类和直径的激光输出上限的存储装置。

激光输出设定装置最好包括：

基准波形设定装置，用于相应于作为脉冲激光束产生的所述激光束设定激光输出基准波形的基准波形；重复频率设定装置，用于相应于所述激光束设定重复频率；以及激光输出平均值运算装置，用于在已设定的所述基准波形和已设定的所述重复频率的基础上，算出每一确定时间的所述脉冲激光束的激光输出平均值，作为所述激光输出设定值。

激光输出设定装置可包括激光输出设定值运算装置，用于在已作为脉冲激光束产生的所述激光束的脉冲宽度、输出峰值和重复频率的基础上算出所述激光输出设定值。

激光处理设备最好还包含报警装置，用于在所述判断装置判断所述激光输出设定值超过所述激光输出上限时产生报警。

激光处理设备最好还包含当所述判断装置判断所述激光输出设定值超过所述激光输出上限时禁止所述激光输出设定装置进行设定的装置。