LASER BEAM MACHINE. - Document Bibliography and Abstract 1/1 i;

esp@cenet - Document Bibliography and Abstract ^{1/1 i;}

LASER

BEAM

MACHINE

PatentNumber.

Publicationdate:

lnventor(s):

Applicant(s):

JP81 18056 1996-05-14

HORIGUCHI YUKIHIRO AIDAENGLTD

RequestedPatent:

(j jpsi 18056

ApplicationNumber: JP19940254898 19941020

PriorityNumber(s):

IPCCiassification: B23K26/06;B23K26/04 EC Classification:

Equivalents:

PURPOSE:Toprovideasafeandeasy-to-operate laserbeam machinewhichiscapableof greatlyexpandingthe adjustablerangeofanincidentangle while miniaturizingadamperand alsoenablesa three-dimensionalscanning operation oracontinuousoperation.

CONSTITUTION:^{Thismachineisstnjcturedsuchthata laser}machining nozzle 10anda damper30areconnected sothat the reflectedlaserbeam Bomaybereceivedby aphotodetector surface 31 andaspecifiedrelative

positional relation maybemaintained,eveninthecase whereanincidentangle &theta ⁱofalaserbeam^Bionthe machiningsurface 1 varies withinaprescribed range,andthatthedamper30 can beforcedlycooledbytheuseof

Abstract

acoolingfluid.

Datasuppliedfromtheesp@cenet^{database- 12}

http://l2.espacenetcom/espacenet/abstract?CY=gb&LG=en&PNP=JP8118056&P.. 2004/02/05

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Pat,-Offenlegimgsschrift Nr. 8-118056 vom 14. 5. 1996 Anmeldung Nr. 6-254898 vom 20, 10. 1994

Verbandsprioritat : ohne

Anmelder: Aida Engineering K. K. , Kanagawa, JP Titel: Laserbearbeitungseinrichtimg

[0010]

[Ausfiihrungsbei spie1e

}

Im folgenden werden Ausfiihrungsbeispiele der vorliegenden Erfindung anhand von Zeichnungen erlautert.

(Erstes Ausfiihrungsbei spiel

)

Die vorliegende Laserbearbei tungseinrichtung wird so ausge- bildet, daS eine Laserbearbeitungsdiise 10 und ein Dampfer 30 miteinander so verbunden werden, daS ihre relative Orts- beziehung konstant ist, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist. Der Dampfer 30 ist mit einer KiihlfItissigkeit (Wasser) zwangs- laufig abkiihlbar.

[0011]

Ein Gehause 11 der Laserbearbeitungsdiise 10 vmd ein Gehause

20 zum Halten des Dampfers 30 werden miteinander einteilig und so ausgebildet, dalS im noarmalen Zustand ein Eintritts-

1

winkel _6± eines Laserstrahls Bj[ zu einer vertikalen Achse ^Z gleich mit einem Reflexionswinkel _9^ eines Reflexionslaser- strahls Bq ist, und da& der um den Ref lexionswinkel _9^

reflektierte Reflexionslaserstrahl Bq in die Mitte einer optischen Einpfangsflache 31 des Dampfers 31 eintritt.

[0012]

Auch wenn daher der Eintrittswinkel _9^ des Laserstrahls _Bi geregelt und verandert wird, bleibt die relative Orts- beziehung zwischen der Laserbearbeitungsdiise 10 und dem Dampfer 30 in horizontaler Richtung unverandert, so daE der Reflexionslaserstrahl _Bq nicht von der optischen Empfangs-

flache 31 abweicht. Auch die Behandlung bei der Regelung des Eintrittswinkels 9^ ist leicht. Ferner ist der Betrieb mit der Abtastung des Laserstrahls B-^ in X-Richtung moglich. Auch die Abtastung in anderer Richtung ist moglich, wobei der Eintrittswinkel _9± des Laserstrahls B^ stets innerhalb eines vorgegebenen Bereichs gehalten wird, obwohl dies nicht darge- stellt wird.

[0013]

Da ferner das Gehause 20 ein Fiihrungsteil 22 aufweist, ent- weicht der Ref lexionslaserstrahl Bq auch bei einer grofien Veranderung des Eintrittswinkels _9± nicht nach auEen, wobei sich das vordere Ende 25 des Ftihrungsteils 22 und das vordere Ende 15 des Gehauses ₁₁ der Laserbearbeitungsdtise 10 ange-

2

messen gegeniiberliegen, so daS die T^bschinrtwirkung durch Arbeitsgas wesentlich erhoht warden kann. Aufierdem wird das Arbeitsgas von einer Arbeitsgasversorgungseinrichtung 17 iiber

eine Versorgungsoffnung 12 versorgt.

[0014]

Der Dampfer 30 und das Gehause 20 sind miteinander einteilig ausgebildet, wobei die optische Empfangsflache 31 uneben ausgebildet ist, wodurch der Reflexionslaserstrahl Bq mehrfach reflektiert und gedampft werden kann, Ferner ist die optische Empfangsflache 31 mit einem Laserstrahlen- absorptionsmittel beschichtet, durch das der Laserstrahl absorbiert und gedampft wird. Da ferner im Innenteil oberhalb der optischen Empfangsf lache 31 eine Kuhlkammer (Abkiihler) 32

vorgesehen ^.ist, die eine Erwarmung des Dampfers 30 verhindert, ist eine kontinuierliche Laserbearbeitung durch die kontinuierliche Absorption und Dampfung des Reflexions- laserstrahls Bq moglich.

[0015]

Das Kiihlwasser einer Wasserabkuhleinrichtung 3 5 wird tiber

einen Eingang 33 in die Kuhlkammer 32 eingelassen und iiber

einen Ausgang 34 hieraus abgelassen. Der Dampfer 3 0 kann daher mit hoher Effizienz zwangslaufig abgekuhlt werden.

[0016]

3

Bei diesem Ausfiihrungsbei spiel werden

femer

eine Temperatur- meSeinrichtung 45 und ein Monitor 52 vorgesehen, durch die ein Energieabsorptionszustand des Dampfers 30 detektiert werden kann. D. h. die Temperatuarmefieinrichtung 45 miSt eine Eingangstemperatur T-^ und eine Ausgangs tempera tur Tq des Kaltwassers mittels eines an dem Eingang 33 angebrachten Temperatursensors (z. B. eines Thermistors, eines Thermo- elementes) 46 und eines an dem Ausgang 34 angebrachten Tempera tursensors (z. B. eines Thermistors, eines Thermoele- mentes) 47 und ermittelt eine Temperaturdifferenz AT (= T^ ^- Tq) , die in einem Monitor 50 angezeigt wird.

4

(Firstexemplary embodiment)

The^{present laser}processing device^is designedsuchthat a laserprocessingtip

10 and^a damper30 areconnectedwithone anothersuchthattheirrelative spatial relationshipis constant, as^thisis shownin Fig. ^1. The damper30 ^canbenecessarily cooled with a coolant^{fluid (water).}

[0011],

A

^{housing 11 ofthelaserprocessing tip 10 andahousing20 to hold thedamper}

30^{aredesignedas} one^{piece with}one anotherand such^{that, in the}normal ^state, an entranceangle Gjof^alaserbeamBjrelative to avertical axisZ^{is equalto areflection}

angle Go of^{areflectionlaser}beam Bo, and ^thatthe reflection laserbeamBo ^reflected

bythe reflectionangle Gqarrives inthe centerofan opticalreception surface 31 of^the damper31 [sic].

[0012]

Therefore,even whenthe entrance angle Giof^{the laser}beamBj ^is regulatedand

varied,therelative spatialrelationshipbetweenthe^laserprocessingtip 10 and^the damper30 remains unchanged ⁱⁿthe horizontal ^direction, suchthatthe reflection laser

beamBo^doesnot deviatefromthe opticalreception surface 31. Thetreatment ^{is also} easyin the regulationoftheentrance angle Oj. The^{operationwiththescanningofthe}

laserbeamBi in the x-directionis also possible. Thescanning^{in anotherdirectionis} also possible, wherebythe entrance angleGjofthelaserbeam^{Bj is always}kept withina predeterminedrange(althoughthis isnot shown).

[0013]

Sincethehousing20alsocomprises aguidepart 22, evengiven alarge change oftheentrance angle Githe reflection laserbeam Bo^{doesnotescape outwards,whereby}

the frontend 25 oftheguidepart22 and ^{the front} end 15 ofthehousing 1₁ ofthe laser processingtip 10suitably faceone another,such thatthe shielding^effectcanbe

significantlyincreasedbyoperating^gas. Moreover,^theoperating gas issupplied via a supplyopening 12byan^operatinggas supply device ^17.

[0014]

The damper30 and^thehousing20aredesigned with oneanotheras a single part,whereby ^{theoptical reception surface31 is designeduneven,}wherebythe reflection laserbeamBo^reflectsmultiple times and canbe damped. Theoptical reception surface 31 isalsocoated with a ^laserbeam^absorptionmeans viawhichthe laserbeam is absorbed and damped. Since a coolingchamber(cooler) 32 ^thatprevents

a heatingof^the damper30 isalsoprovided inthe inner partabovetheopticalreception surface31, a continuous ^laserprocessingispossibledueto thecontinuousabsorption anddamping ofthe reflection laserbeamBo-

[0015]

The coolingwaterof^awatercooling device 35 is let into thecooling chamber 32viaan input33 and ^letoutof^thisvia anoutput34. Thedamper 30 ^{canthereforebe}

necessarilycooledwith high efficiency.

[0016]

A

temperaturemeasurementdevice45 andamonitor 52 are also providedin thisexemplary embodiment,^viawhich an energy^{absorption state}ofthe damper30^can be^{detected. This}means^thatthetemperaturemeasurement^device45 measures an inputtemperatureTj and anoutput temperatureToof^{the cold}waterbymeansofa temperature sensor^(forexamplea thermistor, athermoelement)46 mountedat the input33 and atemperature sensor^(for exampleathermistor, athermoelement)47 mounted^attheoutput34 and determines a temperatvire difference

AT

(=Tj-To) ^thatis

displayed on amonitor 50.

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