JP2000263270A - Optical system for laser beam machining device - Google Patents

Optical system for laser beam machining device

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JP2000263270A
JP2000263270A JP11073602A JP7360299A JP2000263270A JP 2000263270 A JP2000263270 A JP 2000263270A JP 11073602 A JP11073602 A JP 11073602A JP 7360299 A JP7360299 A JP 7360299A JP 2000263270 A JP2000263270 A JP 2000263270A
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JP
Japan
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laser
optical system
processing
optical
optical path
Prior art date
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JP11073602A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshinari Suzuki
義成 鈴木
Sadahiko Kimura
定彦 木村
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Sumitomo Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a laser beam machining device which is small sized, inexpensive and capable of cutting to a shape suitable for welding and then welding. SOLUTION: An optical path switching optical system 12 is mounted to a YAG laser beam device 1, a laser beam is made incident on a focusing lens 13a or 13b. The laser beam made incident on the focusing lens 13a is guided to a machining head through a cone angle optical system 16 and an optical fiber 14a. The laser beam made incident on a focusing lens 13 is guided to the machining head through an optical fiber 14b. As the cone optical system is functioned, the cone angle of the laser beam emitted from the machining head 15a is made smaller than the laser beam emitted from the machining head 15b, the cutting face is turned to vertical.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ加工装置に
関し、特に、加工対象物の切断と溶接とを連続して行う
レーザ加工装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser processing apparatus, and more particularly to a laser processing apparatus for continuously cutting and welding an object to be processed.

【0002】[0002]

【従来の技術】レーザ加工装置は、レーザ光を利用し
て、加工対象物を切断したり、穴を空けたり、あるいは
溶接を行う装置である。このようなレーザ加工装置の中
には、レーザ発振器からのレーザ光を、光ファイバを用
いて加工対象物の近傍に導き、光ファイバの出射端に取
り付けた加工ヘッドを通して加工対象物に照射するタイ
プのものがある。
2. Description of the Related Art A laser processing apparatus is an apparatus that cuts, drills, or welds a workpiece using laser light. Some types of laser processing equipment use a laser beam emitted from a laser oscillator to guide the laser light to the vicinity of the object using an optical fiber and irradiate the object through a processing head attached to the emission end of the optical fiber. There are things.

【0003】ところで、ブランク材の加工などでは、最
初に加工対象物を切断し、その後、その切断箇所を溶接
するという作業が行われる。このような切断及び溶接
は、いずれもレーザ加工装置を用いて行うことが可能で
ある。
By the way, in the processing of a blank material or the like, an operation of cutting an object to be processed first and then welding the cut portion is performed. Such cutting and welding can all be performed using a laser processing apparatus.

【0004】従来、ブランク材の加工など、加工対象物
を切断した後、その切断箇所を溶接する場合には、1台
のレーザ加工装置を用いて、切断と溶接の両方が行なわ
れている。あるいは、切断装置と溶接用レーザ加工装置
とを用いて、切断と溶接とが別々に行なわれている。な
お、切断装置としては、ファインブランキングプレス装
置や、COガスレーザ装置等が用いられている。
[0004] Conventionally, when an object to be processed, such as blank material processing, is cut and then the cut portion is welded, both cutting and welding are performed using a single laser processing apparatus. Alternatively, cutting and welding are performed separately using a cutting device and a laser processing device for welding. As the cutting device, a fine blanking press device, a CO 2 gas laser device, or the like is used.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】従来、1台のレーザ加
工装置を用いて切断と溶接の両方を行う場合には、溶接
が切断に比べて大きなパワーを必要とするため、溶接に
必要とされるパワーを有するレーザ加工装置を用いてい
る。しかしながら、このようなレーザ加工装置は、ビー
ムコーンアングルまたはスポット径が大きく、切断部分
の形状が図4に示すようにテーパ形状となってしまう。
このため、この方法では、2つの切断部分を突き合わせ
て溶接を行うことが困難で、所望の品質が得られないと
いう問題点がある。
Conventionally, when both cutting and welding are performed using one laser processing apparatus, welding requires a larger power than cutting, so that it is necessary for welding. A laser processing device having a high power is used. However, in such a laser processing apparatus, the beam cone angle or the spot diameter is large, and the shape of the cut portion is tapered as shown in FIG.
Therefore, in this method, it is difficult to perform welding by abutting two cut portions, and there is a problem that desired quality cannot be obtained.

【0006】また、切断装置と溶接用レーザ加工装置と
を用いる場合は、切断及び溶接にそれぞれ適した装置を
使用できるので、1台のレーザ加工装置で切断と溶接と
を行う場合の様な問題は生じないが、全体として装置が
大型するとともに、高価であるという問題点がある。特
に、ファインブランキングプレス装置やCOガスレー
ザ装置は高価なので、少量多品種の加工対象物を切断す
る場合には適さない。
When a cutting device and a laser processing device for welding are used, devices suitable for cutting and welding can be used. Therefore, there are problems such as when cutting and welding are performed by one laser processing device. However, there is a problem that the apparatus is large and expensive as a whole. In particular, a fine blanking press device and a CO 2 gas laser device are expensive, and thus are not suitable for cutting a small number of various types of processing objects.

【0007】本発明は、溶接に適した形状での切断が可
能で、その後、溶接を行うことができる、小型で安価な
レーザ加工装置を提供することを目的とする。
An object of the present invention is to provide a small and inexpensive laser processing apparatus capable of cutting into a shape suitable for welding and thereafter performing welding.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明によれば、レーザ
発振器から出射されたレーザ光を加工対象物に照射する
ためのレーザ加工装置用光学系において、前記加工対象
物に前記レーザ光を照射する複数の加工ヘッドと、前記
レーザ発振器からのレーザ光を前記複数の加工ヘッドの
うちのいずれか一つに選択的に供給するように光路を切
り替える光路切替え手段と、該光路切替え手段と前記複
数の加工ヘッドの各々とを結ぶ光路のうち、少なくとも
一つに配置され、前記レーザ光の品質を改善するビーム
品質改善手段とを有することを特徴とするレーザ加工装
置用光学系が得られる。
According to the present invention, in a laser processing apparatus optical system for irradiating a laser beam emitted from a laser oscillator onto a workpiece, the laser beam is applied to the workpiece. A plurality of processing heads, an optical path switching unit that switches an optical path so as to selectively supply a laser beam from the laser oscillator to any one of the plurality of processing heads, the optical path switching unit, and the plurality of processing heads. An optical system for a laser processing apparatus, comprising: a beam quality improving unit that is disposed on at least one of the optical paths connecting the respective processing heads and improves the quality of the laser light.

【0009】具体的には、前記ビーム品質改善手段は、
コーンアングル光学系である。コーンアングル光学系を
用いることで、コーンアングル光学系を備えた光路に対
応する加工ヘッドから照射されるレーザ光のビームコー
ンアングルまたは最小スポット径あるいは両方を、他の
光路に対応する加工ヘッドから照射されるレーザ光のも
のより小さくすることができる。
Specifically, the beam quality improving means includes:
It is a cone angle optical system. By using the cone angle optical system, the beam cone angle and / or the minimum spot diameter of the laser beam emitted from the processing head corresponding to the optical path equipped with the cone angle optical system are irradiated from the processing head corresponding to the other optical path. Laser light to be used.

【0010】また、前記光路切替え手段と前記複数の加
工ヘッドの各々とを結ぶ光路として光ファイバが使用さ
れる。
In addition, an optical fiber is used as an optical path connecting the optical path switching means and each of the plurality of processing heads.

【0011】ここで、前記コーンアングル光学系が配置
された光ファイバを、他の光ファイバより細くするよう
にしてもよい。
Here, the optical fiber in which the cone angle optical system is arranged may be made thinner than other optical fibers.

【0012】また、前記加工ヘッドが、それぞれ、光フ
ァイバから出射したレーザ光をコリメートするコリメー
トレンズと、該コリメートレンズによりコリメートされ
たレーザ光を集光する加工レンズとを有している場合
に、前記コーンアングル光学系が配置された光ファイバ
に接続される加工ヘッドのコリメートレンズの焦点距離
を、他の加工ヘッドのコリメートレンズよりも、長くす
るようにしてもよい。
In the case where each of the processing heads has a collimating lens for collimating a laser beam emitted from an optical fiber and a processing lens for condensing the laser beam collimated by the collimating lens, The focal length of the collimating lens of the processing head connected to the optical fiber on which the cone angle optical system is arranged may be longer than the collimating lenses of the other processing heads.

【0013】また、本発明によれば、前記光路切替え手
段として、前記レーザ光を反射するミラーと、該ミラー
を光路上に進入/退避させるミラー移動手段を用いるこ
とができる。
Further, according to the present invention, as the optical path switching means, it is possible to use a mirror for reflecting the laser light and a mirror moving means for moving the mirror into and out of the optical path.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0015】図1に本発明の一実施の形態によるレーザ
加工装置を示す。このレーザ加工装置は、レーザ光を発
生するYAGレーザ11と、YAGレーザ11から出射
するレーザ光の光路を切り替える光路切替え光学系12
と、光路切替え光学系12により選択される複数(ここ
では2つ)の光路に対応して設けられたフォーカシング
レンズ13a,13bと、各フォーカシングレンズ13
a,13bに対応して設けられた光ファイバ14a,1
4bと、各光ファイバ14a,14bの先端に固定され
た加工ヘッド15a,15bと、フォーカシングレンズ
13aからのレーザ光のビーム品質改善を行うビームコ
ーンアングル光学系16とを有している。
FIG. 1 shows a laser processing apparatus according to an embodiment of the present invention. The laser processing apparatus includes a YAG laser 11 that generates a laser beam, and an optical path switching optical system 12 that switches an optical path of a laser beam emitted from the YAG laser 11.
Focusing lenses 13 a and 13 b provided corresponding to a plurality of (two in this case) optical paths selected by the optical path switching optical system 12;
Optical fibers 14a, 1 provided corresponding to the
4b, processing heads 15a and 15b fixed to the tips of the optical fibers 14a and 14b, and a beam cone angle optical system 16 for improving the beam quality of the laser light from the focusing lens 13a.

【0016】光路切替え光学系12は、3枚の折り返し
ミラー121,122、及び123を有し、YAGレー
ザ11に直接取り付けられている。折り返しミラー12
1,122、及び123は、一直線上に配置されてお
り、折り返しミラー121で反射されたレーザ光は、折
り返しミラー122及び123へ向けて進行する。な
お、折り返しミラー122は、折り返しミラー121に
よって形成される光路上に進入/退避可能に配設されて
いる。これは、例えば、折り返しミラー122の一辺を
回転軸として回動可能に支持したり、平行移動させる移
動手段を設けることで実現できる。そして、折り返しミ
ラー122が光路上に侵入している場合には、折り返し
ミラー121からのレーザ光は、この折り返しミラー1
22によって反射され、フォーカシングレンズ13bに
入射する。また、折り返しミラー122が光路上から退
避している場合には、折り返しミラー121からのレー
ザ光は、折り返しミラー123に到達し、そこで反射さ
れてフォーカシングレンズ13aに入射する。
The optical path switching optical system 12 has three folding mirrors 121, 122 and 123 and is directly attached to the YAG laser 11. Folding mirror 12
The laser beams 1, 122, and 123 are arranged on a straight line, and the laser light reflected by the return mirror 121 travels toward the return mirrors 122 and 123. Note that the folding mirror 122 is provided so as to be able to enter / retreat on the optical path formed by the folding mirror 121. This can be realized by, for example, rotatably supporting one side of the folding mirror 122 about a side as a rotation axis, or providing moving means for performing parallel movement. When the folding mirror 122 enters the optical path, the laser beam from the folding mirror 121 is reflected by the folding mirror 1.
The light is reflected by 22 and enters the focusing lens 13b. When the return mirror 122 is retracted from the optical path, the laser beam from the return mirror 121 reaches the return mirror 123, is reflected there, and enters the focusing lens 13a.

【0017】加工ヘッド15a及び15bは、それぞれ
コリメートレンズ151a,151b及び加工レンズ1
52a,152bを有し、光ファイバ14a及び14b
から出射したレーザ光を、それぞれ、コリメートした後
集光して、加工対象物へ向けて照射する。なお、加工ヘ
ッド15aは、切断用として使用され、加工ヘッド15
bは、溶接用として使用される。
The processing heads 15a and 15b are provided with the collimating lenses 151a and 151b and the processing lens 1 respectively.
52a and 152b, the optical fibers 14a and 14b
Are collimated and then condensed, and radiated toward the object to be processed. The processing head 15a is used for cutting, and the processing head 15a
b is used for welding.

【0018】コーンアングル光学系16は、所定の径を
有する開口部を備え、開口部に入射したレーザ光のみを
通過させ、それ以外のレーザ光を反射して、そのビーム
径を制限するアパーチャ161と、アパーチャ161を
通過したレーザ光をコリメートするコリメートレンズ1
62と、コリメートされたレーザ光を集光し、光ファイ
バ14aへ入射させるフォーカシングレンズ163とを
有している。
The cone angle optical system 16 has an opening having a predetermined diameter, and allows only the laser light incident on the opening to pass therethrough, and reflects the other laser light to limit the beam diameter. And a collimating lens 1 for collimating the laser light passing through the aperture 161
62, and a focusing lens 163 that collects the collimated laser light and makes it incident on the optical fiber 14a.

【0019】以下、このレーザ加工装置の動作について
説明する。
Hereinafter, the operation of the laser processing apparatus will be described.

【0020】このレーザ加工装置は、図2に示すよう
に、切断ステーションから溶接ステーションへ加工対象
物をコンベアなどで搬送する加工ラインにおいて使用さ
れる。また、切断工程と溶接工程とが別々のラインで行
なわれる場合にも使用できる。
As shown in FIG. 2, this laser processing apparatus is used in a processing line for transporting an object to be processed from a cutting station to a welding station by a conveyor or the like. It can also be used when the cutting step and the welding step are performed on separate lines.

【0021】図1に戻り、加工対象物を切断する場合の
動作について説明する。この場合、折り返しミラー12
2は、光路上から退避しているものとする。なお、折り
返しミラー122の光路上からの退避は、手動で行って
もよいし、切断ステーションに加工対象物が搬送されて
きたことを検出して自動で行うようにしてもよい。
Returning to FIG. 1, the operation for cutting a workpiece will be described. In this case, the folding mirror 12
2 is assumed to be retracted from the optical path. The retracting of the folding mirror 122 from the optical path may be performed manually, or may be performed automatically by detecting that the processing target has been transported to the cutting station.

【0022】まず、YAGレーザ11は、折り返しミラ
ー121へ向けて、レーザ光を出射する。折り返しミラ
ー121は、YAGレーザ11からのレーザ光を反射し
てレーザ光の進行方向を変更し、折り返しミラー123
に入射させる。折り返しミラー123は、折り返しミラ
ー121からのレーザ光を反射してフォーカシングレン
ズ13aに入射させる。フォーカシングレンズ13a
は、入射したレーザ光を集光し、コーンアングル光学系
16へ向けて出射する。
First, the YAG laser 11 emits a laser beam toward the return mirror 121. The folding mirror 121 reflects the laser light from the YAG laser 11 to change the traveling direction of the laser light, and
Incident on The return mirror 123 reflects the laser light from the return mirror 121 and makes the laser light incident on the focusing lens 13a. Focusing lens 13a
Collects the incident laser light and emits it toward the cone angle optical system 16.

【0023】フォーカシングレンズ13aで集光された
レーザビームは、一旦収束した後、発散しながらコーン
アングル光学系16に入射する。アパーチャ161は、
発散するレーザ光の一部を反射し、ビーム径を制限す
る。ビーム径の制限されたレーザ光は、コリメートレン
ズ162に入射する。コリメートレンズ162は、入射
したレーザ光をコリメートし(平行光に変換し)、フォ
ーカシングレンズ163に入射させる。フォーカシング
レンズ163は、コリメートレンズ162からのレーザ
光を集光して光ファイバ14aに入射させる。光ファイ
バ14aは、フォーカシングレンズ163から入射した
レーザビームを伝搬させ、加工ヘッド15aに入射させ
る。
The laser beam condensed by the focusing lens 13a once converges, and then enters the cone angle optical system 16 while diverging. The aperture 161 is
It reflects a part of the diverging laser light and limits the beam diameter. The laser beam whose beam diameter is limited enters the collimator lens 162. The collimating lens 162 collimates the incident laser light (converts it into parallel light) and makes the laser light incident on the focusing lens 163. The focusing lens 163 condenses the laser light from the collimator lens 162 and makes the laser light incident on the optical fiber 14a. The optical fiber 14a propagates the laser beam incident from the focusing lens 163 and makes the laser beam incident on the processing head 15a.

【0024】加工ヘッド15aでは、光ファイバ14a
の先端から出射されたレーザ光が、コリメートレンズ1
51aに入射する。コリメートレンズ151aは、入射
したレーザ光をコリメートし、加工レンズ152aへ出
射する。加工レンズ152aは、コリメートレンズ15
1aからの入射光を集光し、加工対象物に照射する。
In the processing head 15a, the optical fiber 14a
The laser light emitted from the tip of the collimator lens 1
51a. The collimator lens 151a collimates the incident laser light and emits the collimated laser light to the processing lens 152a. The processing lens 152a is a collimating lens 15
The incident light from 1a is condensed and irradiated on the object to be processed.

【0025】次に、加工対象物を溶接する場合について
説明する。この場合、折り返しミラー122は、光路上
に進入しているものとする。なお、折り返しミラー12
2の光路上からの退避は、手動で行ってもよいし、切断
ステーションから加工対象物が搬出されたこと、または
溶接ステーションに加工対象物が搬送されてきたことを
検出して自動で行うようにしてもよい。
Next, a case where a workpiece is welded will be described. In this case, it is assumed that the folding mirror 122 has entered the optical path. The folding mirror 12
The evacuation from the optical path 2 may be performed manually, or may be automatically performed by detecting that the workpiece is unloaded from the cutting station or that the workpiece is transported to the welding station. It may be.

【0026】切断の場合同様、YAGレーザ11は、折
り返しミラー121へ向けて、レーザ光を出射する。折
り返しミラー121は、YAGレーザ11からのレーザ
光を反射してレーザ光の進行方向を変更し、折り返しミ
ラー122に入射させる。折り返しミラー122は、折
り返しミラー121からのレーザ光を反射してフォーカ
シングレンズ13bに入射させる。フォーカシングレン
ズ13bは、入射したレーザ光を集光し、光ファイバ1
4bに入射させる。光ファイバ14bは、フォーカシン
グレンズ13bから入射したレーザビームを伝搬させ、
加工ヘッド15bに入射させる。
As in the case of cutting, the YAG laser 11 emits a laser beam toward the turning mirror 121. The return mirror 121 reflects the laser light from the YAG laser 11 to change the traveling direction of the laser light and makes the laser light enter the return mirror 122. The return mirror 122 reflects the laser beam from the return mirror 121 and makes the laser light incident on the focusing lens 13b. The focusing lens 13b converges the incident laser light, and
4b. The optical fiber 14b propagates the laser beam incident from the focusing lens 13b,
The light is incident on the processing head 15b.

【0027】加工ヘッド15bでは、光ファイバ14b
の先端から出射されたレーザ光が、コリメートレンズ1
51bに入射する。コリメートレンズ151bは、入射
したレーザ光をコリメートし、加工レンズ152bへ出
射する。加工レンズ152bは、コリメートレンズ15
1bからの入射光を集光し、加工対象物に照射する。
In the processing head 15b, the optical fiber 14b
The laser light emitted from the tip of the collimator lens 1
51b. The collimating lens 151b collimates the incident laser light and emits the collimated laser light to the processing lens 152b. The processing lens 152b is a collimating lens 15
The incident light from 1b is condensed and irradiated on the object to be processed.

【0028】以上のように、図1のレーザ加工装置で
は、1台のレーザ発振器を用いて、加工対象物の切断と
溶接とを行うことができる。
As described above, the laser processing apparatus shown in FIG. 1 can cut and weld a workpiece using one laser oscillator.

【0029】さて、図1のレーザ加工装置において、切
断を行う場合と、溶接を行う場合との相違点は、レーザ
光がコーンアングル光学系16を通るか否かである。コ
ーンアングル光学系16は、アパーチャ161を用いて
レーザ光のビーム径を小さくする。この結果、加工ヘッ
ド15aと加工ヘッド15bとが同一の構成である場合
には、加工ヘッド15aから出射されるレーザ光のビー
ムコーンアングルα1を、加工ヘッド15bから出射さ
れるレーザ光のビームコーンアングルα2より小さくす
ることができる。この結果、加工対象物の切断面が垂直
に近づき、後の溶接工程を容易にする。
The difference between the case of cutting and the case of welding in the laser processing apparatus of FIG. 1 lies in whether or not the laser beam passes through the cone angle optical system 16. The cone angle optical system 16 uses an aperture 161 to reduce the beam diameter of the laser light. As a result, when the processing head 15a and the processing head 15b have the same configuration, the beam cone angle α1 of the laser light emitted from the processing head 15a is changed to the beam cone angle of the laser light emitted from the processing head 15b. It can be smaller than α2. As a result, the cut surface of the object to be processed approaches vertical, and the subsequent welding process is facilitated.

【0030】また、コーンアングル光学系16を設けた
ことで、レーザ光のビーム径が小さくなるので、コリメ
ートレンズ151aの焦点距離f1Rをコリメートレンズ
151bの焦点距離f2Rよりも大きくすることができ、
ビームコーンアングルα1とα2とを等しくしても、加
工ヘッド15aによるレーザ光の最小スポット径d1
加工ヘッド15bによるレーザ光の最小スポット径d2
よりも小さくすることができる。この場合も、ビームコ
ーンアングルを小さくした場合と同様、加工対象物の切
断面が垂直に近づけることができる。即ち、図3の様な
切断形状が得られる。
Also, the provision of the cone angle optical system 16 reduces the beam diameter of the laser light, so that the focal length f 1R of the collimator lens 151a can be made larger than the focal length f 2R of the collimator lens 151b. ,
Even if the beam cone angles α1 and α2 are equal, the minimum spot diameter d 1 of the laser beam by the processing head 15a is changed to the minimum spot diameter d 2 of the laser beam by the processing head 15b.
Can be smaller than Also in this case, similarly to the case where the beam cone angle is reduced, the cut surface of the object to be processed can be made nearly vertical. That is, a cut shape as shown in FIG. 3 is obtained.

【0031】さらに、コーンアングル光学系16を設け
たことで、レーザ光のビーム径が小さくなるので、フォ
ーカシングレンズ163の焦点距離fINを小さくしても
光ファイバ14aへの導光が可能となり、光ファイバ1
4aのコア径も小さくすることができる。この場合も、
加工ヘッド15aと15bが同一構成であっても、スポ
ットd1をd2より小さくでき、加工対象物の切断面が垂
直に近づけることができる。
Further, the provision of the cone angle optical system 16 reduces the beam diameter of the laser light, so that light can be guided to the optical fiber 14a even if the focal length f IN of the focusing lens 163 is reduced. Optical fiber 1
The core diameter of 4a can also be reduced. Again,
Even if the processing heads 15a and 15b have the same configuration, the spot d1 can be made smaller than d2, and the cut surface of the processing object can be made nearly vertical.

【0032】以上のように、本実施の形態によるレーザ
加工装置では、コーンアングル光学系16を用いること
で、コーンアングルまたは最小スポット径、あるいはこ
れら両方を小さくすることができるので、1台のレーザ
発振器を用いて切断と溶接とを行うことができる。な
お、加工ヘッド15aへの光路のほうが、コーンアング
ル光学系16が存在する分だけ、加工ヘッド15bへの
光路に比べ損失が大きい。従って、加工ヘッド15aの
出力は、加工ヘッド15bに比べ小さい。
As described above, in the laser processing apparatus according to the present embodiment, the cone angle, the minimum spot diameter, or both can be reduced by using the cone angle optical system 16, so that one laser Cutting and welding can be performed using an oscillator. The optical path to the processing head 15a has a larger loss than the optical path to the processing head 15b because of the existence of the cone angle optical system 16. Therefore, the output of the processing head 15a is smaller than that of the processing head 15b.

【0033】なお、上記実施の形態では、1台のレーザ
発振器か等のレーザ光を、2本の光ファイバに選択的に
入射させる場合について説明したが、3以上の光ファイ
バにレーザ光を入射させるようにすることも可能であ
る。
In the above embodiment, a case has been described in which laser light from one laser oscillator or the like is selectively incident on two optical fibers. However, laser light is incident on three or more optical fibers. It is also possible to make it.

【0034】[0034]

【発明の効果】本発明によれば、1台のレーザ発振器か
らのレーザ光を複数の加工ヘッドのうちの一つに選択的
に供給するようにするとともに、少なくとも1つの光路
上にレーザ光のビーム品質を改善する手段を設けたこと
で、溶接に適した形状での切断が可能で、その後、溶接
を行うことができる、小型で安価なレーザ加工装置が得
られる。
According to the present invention, laser light from one laser oscillator is selectively supplied to one of a plurality of processing heads, and the laser light is supplied to at least one optical path. By providing the means for improving the beam quality, a small and inexpensive laser processing apparatus capable of cutting in a shape suitable for welding and thereafter performing welding can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施の形態を示す概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing an embodiment of the present invention.

【図2】図1のレーザ加工装置の使用例を説明するため
の図である。
FIG. 2 is a view for explaining an example of use of the laser processing apparatus of FIG. 1;

【図3】図1のレーザ加工装置を用いた切断形状を示す
図である。
FIG. 3 is a view showing a cutting shape using the laser processing apparatus of FIG. 1;

【図4】従来のレーザ加工装置の問題点を説明するため
の図である。
FIG. 4 is a diagram for explaining a problem of a conventional laser processing apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 YAGレーザ 12 光路切替え光学系 13a,13b フォーカシングレンズ 14a,14b 光ファイバ 15a,15b 加工ヘッド 16 ビームコーンアングル光学系 121,122,123 折り返しミラー 151a,151b コリメートレンズ 152a,152b 加工レンズ 161 アパーチャ 162 コリメートレンズ 163 フォーカシングレンズ Reference Signs List 11 YAG laser 12 Optical path switching optical system 13a, 13b Focusing lens 14a, 14b Optical fiber 15a, 15b Processing head 16 Beam cone angle optical system 121, 122, 123 Folding mirror 151a, 151b Collimating lens 152a, 152b Processing lens 161 Aperture collimator Lens 163 Focusing lens

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4E068 CA07 CD03 CD05 CD08 CD16 CE08 5F072 AB01 JJ01 JJ08 KK30 MM08 MM09 RR01 YY06  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 4E068 CA07 CD03 CD05 CD08 CD16 CE08 5F072 AB01 JJ01 JJ08 KK30 MM08 MM09 RR01 YY06

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 レーザ発振器から出射されたレーザ光を
加工対象物に照射するためのレーザ加工装置用光学系に
おいて、 前記加工対象物に前記レーザ光を照射する複数の加工ヘ
ッドと、 前記レーザ発振器からのレーザ光を前記複数の加工ヘッ
ドのうちのいずれか一つに選択的に供給するように光路
を切り替える光路切替え手段と、 該光路切替え手段と前記複数の加工ヘッドの各々とを結
ぶ光路のうち、少なくとも一つに配置され、前記レーザ
光の品質を改善するビーム品質改善手段とを有すること
を特徴とするレーザ加工装置用光学系。
1. An optical system for a laser processing apparatus for irradiating a laser beam emitted from a laser oscillator onto a workpiece, a plurality of processing heads for irradiating the laser beam onto the workpiece, and the laser oscillator. Optical path switching means for switching an optical path so as to selectively supply laser light from the plurality of processing heads to the one of the plurality of processing heads; and an optical path connecting the optical path switching means and each of the plurality of processing heads. An optical system for a laser processing apparatus, comprising: a beam quality improving unit that is arranged in at least one of the laser light sources and improves the quality of the laser light.
【請求項2】 前記ビーム品質改善手段が、コーンアン
グル光学系であることを特徴とする請求項1のレーザ加
工装置用光学系。
2. The optical system according to claim 1, wherein said beam quality improving means is a cone angle optical system.
【請求項3】 前記コーンアングル光学系を備えた光路
に対応する加工ヘッドから照射されるレーザ光のビーム
コーンアングルが、他の光路に対応する加工ヘッドから
照射されるレーザ光のビームコーンアングルよりも小さ
いことを特徴とする請求項2のレーザ加工装置用光学
系。
3. A beam cone angle of a laser beam emitted from a processing head corresponding to an optical path having the cone angle optical system is larger than a beam cone angle of a laser beam emitted from a processing head corresponding to another optical path. 3. An optical system for a laser processing apparatus according to claim 2, wherein said optical system is also small.
【請求項4】 前記コーンアングル光学系を備えた光路
に対応する加工ヘッドから照射されるレーザ光の最小ス
ポット径が、他の光路に対応する加工ヘッドから照射さ
れるレーザ光の最小スポット径よりも小さいことを特徴
とする請求項2のレーザ加工装置用光学系。
4. The minimum spot diameter of laser light emitted from a processing head corresponding to an optical path having the cone angle optical system is smaller than the minimum spot diameter of laser light emitted from a processing head corresponding to another optical path. 3. An optical system for a laser processing apparatus according to claim 2, wherein said optical system is also small.
【請求項5】 前記光路切替え手段と前記複数の加工ヘ
ッドの各々とを結ぶ光路として光ファイバが使用されて
いることを特徴とする請求項1、2,3または4のレー
ザ加工装置用光学系。
5. An optical system for a laser processing apparatus according to claim 1, wherein an optical fiber is used as an optical path connecting said optical path switching means and each of said plurality of processing heads. .
【請求項6】 前記コーンアングル光学系が配置された
光ファイバが、他の光ファイバより細いことを特徴とす
る請求項5のレーザ加工装置用光学系。
6. The optical system for a laser processing apparatus according to claim 5, wherein the optical fiber on which the cone angle optical system is arranged is thinner than other optical fibers.
【請求項7】 前記加工ヘッドが、それぞれ、光ファイ
バから出射したレーザ光をコリメートするコリメートレ
ンズと、該コリメートレンズによりコリメートされたレ
ーザ光を集光する加工レンズとを有し、前記コーンアン
グル光学系が配置された光ファイバに接続される加工ヘ
ッドのコリメートレンズが、他の加工ヘッドのコリメー
トレンズよりも、長い焦点距離を有していることを特徴
とする請求項5のレーザ加工装置用光学系。
7. The cone angle optics, wherein each of the processing heads has a collimating lens for collimating a laser beam emitted from an optical fiber, and a processing lens for condensing the laser beam collimated by the collimating lens. 6. The optical system according to claim 5, wherein the collimating lens of the processing head connected to the optical fiber in which the system is disposed has a longer focal length than the collimating lenses of the other processing heads. system.
【請求項8】 前記光路切替え手段が、前記レーザ光を
反射するミラーと、該ミラーを光路上に進入/退避させ
るミラー移動手段とを含むことを特徴とする請求項1,
2,3,4,5,6または7のレーザ加工装置用光学
系。
8. The apparatus according to claim 1, wherein said optical path switching means includes a mirror for reflecting said laser light, and a mirror moving means for moving said mirror into and out of the optical path.
2, 3, 4, 5, 6 or 7 optical systems for laser processing equipment.
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