CN101142050A - 混合激光加工装置 - Google Patents

混合激光加工装置 Download PDF

Info

Publication number
CN101142050A
CN101142050A CNA2005800491587A CN200580049158A CN101142050A CN 101142050 A CN101142050 A CN 101142050A CN A2005800491587 A CNA2005800491587 A CN A2005800491587A CN 200580049158 A CN200580049158 A CN 200580049158A CN 101142050 A CN101142050 A CN 101142050A
Authority
CN
China
Prior art keywords
laser
nozzle
mentioned
fluid column
inclined plane
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA2005800491587A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101142050B (zh
Inventor
小关良治
佐佐木基
河原吉博
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shibuya Corp
Original Assignee
Shibuya Kogyo Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shibuya Kogyo Co Ltd filed Critical Shibuya Kogyo Co Ltd
Publication of CN101142050A publication Critical patent/CN101142050A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101142050B publication Critical patent/CN101142050B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
    • B26F—PERFORATING; PUNCHING; CUTTING-OUT; STAMPING-OUT; SEVERING BY MEANS OTHER THAN CUTTING
    • B26F3/00—Severing by means other than cutting; Apparatus therefor
    • B26F3/004—Severing by means other than cutting; Apparatus therefor by means of a fluid jet
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/064—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/064—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms
    • B23K26/0648—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms comprising lenses
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/0665—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by beam condensation on the workpiece, e.g. for focusing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/12—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in a special atmosphere, e.g. in an enclosure
    • B23K26/122—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in a special atmosphere, e.g. in an enclosure in a liquid, e.g. underwater
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/14—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor
    • B23K26/1435—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor involving specially adapted flow control means
    • B23K26/1436—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor involving specially adapted flow control means for pressure control
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/14—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor
    • B23K26/146—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor the fluid stream containing a liquid
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/14—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor
    • B23K26/1462—Nozzles; Features related to nozzles
    • B23K26/1464—Supply to, or discharge from, nozzles of media, e.g. gas, powder, wire
    • B23K26/1476—Features inside the nozzle for feeding the fluid stream through the nozzle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24C—ABRASIVE OR RELATED BLASTING WITH PARTICULATE MATERIAL
    • B24C1/00—Methods for use of abrasive blasting for producing particular effects; Use of auxiliary equipment in connection with such methods
    • B24C1/006—Methods for use of abrasive blasting for producing particular effects; Use of auxiliary equipment in connection with such methods using material without particles or pellets for deburring, removal of extended surface areas or jet milling of local recessions, e.g. grooves
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24C—ABRASIVE OR RELATED BLASTING WITH PARTICULATE MATERIAL
    • B24C1/00—Methods for use of abrasive blasting for producing particular effects; Use of auxiliary equipment in connection with such methods
    • B24C1/04—Methods for use of abrasive blasting for producing particular effects; Use of auxiliary equipment in connection with such methods for treating only selected parts of a surface, e.g. for carving stone or glass
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
    • B26F—PERFORATING; PUNCHING; CUTTING-OUT; STAMPING-OUT; SEVERING BY MEANS OTHER THAN CUTTING
    • B26F3/00—Severing by means other than cutting; Apparatus therefor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Forests & Forestry (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Perforating, Stamping-Out Or Severing By Means Other Than Cutting (AREA)

Abstract

混合激光加工装置(1)设有使激光(L)起振的激光起振器(4)，和供给液体的高压泵(5)，高压泵(5)供给的液体从设于加工头(6)的前端的喷嘴(13)喷射，液柱(W)到达被加工物(2)。上述喷嘴(13)上形成有朝被加工物(2)缩径的第一倾斜面(13b)，对激光(L)进行聚光的聚光透镜(12)使激光(L)的焦点位于超越上述喷嘴(13)的被加工物(2)侧，而且最小直径部(13d)外侧的激光(L)在上述第一倾斜面(13b)反射之后引导到上述液柱(W)。可以使聚光透镜和喷嘴的位置容易对合，被引导的激光不会射到液柱的外部，而且制造成本和运营成本低廉。

Description

混合激光加工装置
技术领域
本发明涉及混合激光(ハイブツドレ一ザ)加工装置，具体来说，涉及把激光引导到喷嘴喷射的液柱，对被加工物进行加工的混合激光加工装置。
背景技术
现有技术中，已知有这样的混合激光加工装置，其具备：有喷射孔的喷嘴、用来向所述喷嘴供给高压液体的供液机构、使激光起振的激光起振器，和把由所述激光起振器起振了的激光进行聚光的聚光透镜，把从上述供液机构供给的液体从喷射孔形成液柱而喷射到外部，而且，通过聚光透镜把激光引导到上述液柱，对被加工物进行加工。
作为这样的混合激光加工装置，已知这样的技术，在加工头的前端设置喷嘴区域，在喷嘴区域形成有用来喷射液柱束的喷嘴通路，聚焦透镜把激光在上述喷嘴通路的入口开口聚光，由此把激光引导到由喷嘴通路喷出的液体束(专利文献1)。
另外，作为另外的混合激光加工装置，已知这样的技术，在加工头的内部形成朝被加工物缩径的圆锥面和圆柱面，从上述圆柱面的前端把水以柱状喷射，而且，把激光反射到这些圆锥面和圆柱面上，由此，把激光引导到被喷射的水(专利文献2)。
专利文献1：日本特表平10-500903号公报
专利文献2：日本特开2001-321977号公报
发明内容
然而，在专利文献1的情况下，聚光透镜必须使激光束的焦点位于上述喷嘴通路的入口开口，入口开口的直径越小激光束的焦点的调整越困难。
而且，在专利文献2的情况下，反复由圆锥面和圆柱面反射激光，其结果，存在被引导到喷射的水柱的激光向所述水柱的界面的入射角变得太小，使激光射到水柱的外部这样的问题。
进而，由于上述圆锥面和圆柱面反复对激光进行反射，因而必须对这些圆锥面和圆柱面整体进行镜面加工等的处理，存在加工头成本高的问题。
鉴于这样的问题，本发明提供一种混合激光加工装置，其易于由聚光透镜调整激光的焦点位置，被引导的激光不会从液柱射到外部，而且可以使制造成本低廉。
即，本发明的混合激光加工装置，设有：有喷射孔的喷嘴、用来向所述喷嘴供给高压液体的供液机构、使激光起振的激光起振器，和把由所述激光起振器起振了的激光进行聚光的聚光透镜；把从上述供液机构供给的液体从喷射孔形成液柱而喷射到外部，而且，通过聚光透镜把激光引导到上述液柱，对被加工物进行加工；其特征在于，在所述喷射孔入口形成朝被加工物缩径的倾斜面，而且，把所述聚光透镜的焦点设定在与所述倾斜面的最小直径部相比越到被加工物侧的液柱内，而且设定成，由所述倾斜面把照射到所述喷射孔内的激光反射后引导到所述液柱。
根据上述发明，由形成在上述喷射孔的倾斜面的最小直径部的直径喷射液柱，上述聚光透镜不需要把激光聚光成比上述最小直径部还小，只要至少把激光聚光成比喷射孔的入口小、由上述倾斜面进行反射即可，因而，容易调整激光的焦点位置。
而且，把激光的焦点设定在上述倾斜面的最小直径部的被加工物侧，在上述倾斜面反射激光，这样，被聚光的激光的圆锥角比上述倾斜面的圆锥角小，由此可以抑制由倾斜面反射激光的次数。
因此，可以防止发生被引导到液柱的激光向液柱与外气的边界的入射角变大而使激光射到液柱外部的情况，进而可以减少喷嘴内部的镜面加工等的范围、降低喷嘴的成本。
附图说明
图1是表示本实施例中的混合激光加工装置的截面图。
图2是图1的II-II截面的俯视图。
图3是喷嘴和喷嘴保持件的截面图。
图4是XY轴台的俯视图。
图5是图2的V-V截面的截面图。
图6是喷嘴的放大截面图。
符号说明
1混合激光加工装置    2被加工物
4激光起振器          5高压泵
6加工头              12聚光透镜
13喷嘴               13a喷射孔
13b第一倾斜面        13c第二倾斜面
13d最小直径部        14调整机构
L激光                W液柱
具体实施方式
下面对图示实施例进行说明，图1表示本发明涉及的混合激光加工装置1，是通过把激光L引导到由喷射液体所形成的液柱W而把被加工物2剪切加工成所要的形状的装置。
所述混合激光加工装置1设有支撑上述被加工物2的加工台3、使激光L起振的激光起振器4、用来供给水等的液体的作为供液机构的高压泵5，和加工头6，该加工头6把液体作为液柱W朝被加工物2喷射，而且，把激光L引导到上述液柱W。
上述加工台3为现有技术中公知的因而不作详细说明，其使上述被加工物2相对于加工头6在水平方向移动，而且由未图示的升降机构使上述加工头6在垂直方向移动。
本实施例中，可以对作为上述被加工物2的板厚薄的半导体晶片进行剪切加工，也可以对其它环氧树脂板、树脂与金属构成的复合材料等进行剪切加工。而且，在剪切加工之外，也可以对被加工物2的表面进行槽的加工。
而且，上述激光起振器4为YAG激光，可以对应于加工进行CW起振或脉冲起振，而且可以适当调整其输出功率、脉冲的起振频率。
进而，此外还可以把半导体激光、CO2激光等用作激光起振器4，在CO2激光那样的所照射的激光L的波长易于被水吸收的情况下，只要使加工头6喷射的液体为不吸收激光L的液体即可。
下面就上述加工头6进行说明，加工头6设有固定在未图示的升降机构上的平板状的架11、将上述激光L聚光的聚光透镜12、喷嘴13，和对上述激光头颈12和喷嘴13的相对位置、角度进行调整的调整机构14。该喷嘴13把上述高压泵5供给来的液体形成液柱W进行喷射，而且把激光L引导到所述液柱W。
图1中，为了说明而使图示下方侧(后述的第6板41的下方)的截面图为在图2中的I-I截面截断的截面图。
上述架11被设置在由激光起振器4起振的激光L的光轴上，在激光L的光轴通过的位置形成有圆形的贯通孔11a。
上述聚光透镜12配置在激光L的光轴上，被保持在圆筒状的透镜保持件21的下端，而且，所述透镜保持件21通过大致十字形(参照图2)的安装撑条22固定在架11的下面。
图2是沿图1中的II-II截面截断的截面图，为了说明，省略了下述第二保持圆筒28b的图示。
另外，上述喷嘴13也设置在激光L的光轴上，所述喷嘴13保持在圆筒状的喷嘴保持件23的下端，而且，所述喷嘴保持件23可由所述调整机构14移动。
图3是上述喷嘴13和喷嘴保持件23的放大图，在上述喷嘴保持件23上从被加工物2侧顺次形成了小直径部23a、中直径部23b、大直径部23c，上述喷嘴13用环状的保持部件24固定在上述小直径部23a的下端。
上述喷嘴13由不锈钢制成，在喷嘴13的中央形成喷射孔13a，在该喷射孔13a上形成有朝被加工物2缩径的第一倾斜面13b，和形成在比该第一倾斜面13b更靠被加工物2侧并朝被加工物2扩大直径的第二倾斜面13c。
上述第一倾斜面13b和第二倾斜面13c由最小直径部13d连接，在上述第一倾斜面13b上实施了用来反射激光L的镜面加工。
另外，如后述那样，上述第一倾斜面13b的角度设定成比由上述聚光透镜12聚光的激光L的圆锥角大。
在上述喷嘴支承件23的中直径部23b隔着密封部件25嵌入了玻璃板26，通过拧在上述中直径部23b的内周面上加工成的螺钉部上的螺母27固定所述玻璃板26。
另外，在上述小直径部23a的位置，在以小直径部23a为中心的同心圆上按相等间隔形成四个连接口23d，所述连接口23d通过液体通路23e与小直径部23a连通，通过上述高压泵5送来的液体被供给到上述玻璃板26下方的小直径部23a内。
而且在上述保持部件24的中央设置了直径比上述第二倾斜面13c大的贯通孔，所述贯通孔与上述第二倾斜面13c一起构成围绕喷嘴13喷射的液柱W的气穴P。
上述调整机构14设有保持上述喷嘴保持件23的保持圆筒28、使该保持圆筒28在水平方向上移动的XY轴台(ステ一ジ)29、使XY轴台29在垂直方向上移动的Z轴台30，和使Z轴台30的角度改变的角度调整台31。
上述保持圆筒28由圆筒状的第一保持圆筒28a和第二保持圆筒28b构成，所述第一保持圆筒28a固定在上述XY轴台29上，在第二保持圆筒28b的下端固定着上述喷嘴保持件23。而且使喷嘴13上的喷射孔13a的中心轴与第一、第二保持圆筒28a、28b的中心轴一致。
另外，在上述第二保持圆筒28b的内部相互不接触地收容着上述透镜保持件21，第一保持圆筒28a和第二保持圆筒28b由上述四根连接部件32(参照图2)连接着，使其与用来把上述透镜保持件21固定在架11上的上述安装撑条22不发生干涉。
上述XY轴台29设有固定上述第一保持圆筒28a的第一板33、从下方保持第一板33的第二板34、从下方保持第二板34的第三板35，和使第一保持圆筒28a在图示左右方向的X轴方向和图示进深方向的Y轴方向上移动的测微仪36、37。
上述第一～第三板33～35的中央分别形成贯通孔33a～35a，通过固定在第一板33的上面的固定部件33b在第一板33的贯通孔33a下垂地固定着上述第一保持圆筒28a。
另外如图4所示，第一～第三板33～35的形状在俯视中为大致正方形，其侧面分别朝上述X轴方向和Y轴方向设置着。
进而，上述第一板33和第二板34借助形成在X轴方向的未图示的轨道下X轴方向上相对移动，上述第二板34和第三板35借助形成在Y轴方向的轨道35b(参照图1)在Y轴方向上相对移动。
上述测微仪36、37分别朝X轴方向和Y轴方向固定在上述第二板34的侧面，在第一板33的侧面在可以被测微仪36推压的位置上设置着突起33c，在上述第三板35的侧面的可以被上述测微仪37的前端推压的位置上设置着突起35c。
通过这样的构成，通过朝向X轴方向的测微仪36推压上述突起33c，由此可以把喷嘴保持件23与保持圆筒28和第一板33一起在X轴方向上移动，而且通过操作朝向Y轴方向的测微仪37，可以把喷嘴保持件23与保持圆筒28和第一、第二板33、34一起在Y轴方向上移动。
上述Z轴台30设有在其上面固定上述第三板35的第四板38、固定在上述角度调整台31的上面的第五板39，和设置在第四、第五板38、39之间的两个把手40，在第四、第五板38、39的中央的与移动的第一保持圆筒28a不接触的范围内形成了贯通孔38a、39a。
在此，上述扳手40是现有技术中公知的通过千斤顶螺纹推进方式使第四板38升降的部件，关于其结构的详细说明予以省略。
借助所述Z轴台30，可以通过操作上述把手40的任何一方使第四板38相对于第五板39保持平行或者进行升降，使上述喷嘴保持件23与保持圆筒28和XY轴台29一起升降。
而且，角度调整台31设有在其上面固定上述Z轴台30的第六板41、贯穿所述架11并由其前端从下方保持第六板41的支点螺母42，和从下方保持上述第六板41的两根调整螺母43(参照图5)。
如图2所示，上述第六板41为大致正方形，上述支点螺母42从下面支撑第六板41的四个角中的任一个角部，上述调整螺母43从下面支撑将上述支点螺母42夹住的位置的角部。
如图5所示，上述支点螺母42和调整螺母43的前端被加工成半球状，其前端被收容到埋设在第六板41上的承受部件44的凹部44a中。
而且，上述调整螺母43可以借助位于架11的下面侧的刻度盘43a使螺母的前端上下移动，通过使用这两个调整螺母43，可以改变第六板41相对于架11的倾斜程度。
即，可以通过两个调整螺母43，与保持圆筒28和XY轴台29、Z轴台30一起调整上述喷嘴支承件23相对于架11的倾斜程度。
按照具有这样的结构的调整机构14，通过使用XY轴台29和角度调整台31，可以使喷嘴13喷射的液柱W的位置和角度对由激光起振器4照射的激光L的光轴一致，而且通过使用Z轴台30，可以使由聚光透镜12聚光了的激光L的焦点位置沿着液柱W的方向移动。
图6是表示上述喷嘴13的放大图，在该图中，激光L的光轴和喷嘴13喷射的液柱W的中心轴被上述调整机构14的XY轴台29和角度调整台31调整成一致。
本实施例中，喷嘴13的喷射孔13a的第一倾斜面13b的最小直径部13d的直径为50μm、最大直径部13e的直径为80μm、在Z轴方向上最小直径部13d到最大直径部13e的距离为100μm，而且第一倾斜面的圆锥角θ1被设定成比由聚光透镜12聚光了的激光L的圆锥角θ2大。
在此状态下由上述高压泵5向喷嘴支承件23内供给液体的话，该液体经由喷嘴支承件23的小直径部23a从上述喷嘴13的喷射孔13a向被加工物2喷射。
此时，由于在第一倾斜面13b的下部通过第二倾斜面13c和保持部件24的贯通孔形成了气穴P，所以，喷射的液体不会扩散，而是喷射成直径与第一倾斜面13b的最小直径部13d的直径大致相同的液柱W。
接着，从激光起振器4将激光L起振，该激光L被聚光透镜12聚光之后透过在上述玻璃板26和喷嘴支承件23的小直径部23a内充满的液体向上述喷嘴13照射。
本实施例中，通过调整上述Z轴台30，使激光L的焦点位于超越了上述第一倾斜面13b的最小直径部13d的液柱W内的位置，而且，使激光L被聚光成小于喷射孔13a的最大直径部13e。
图6用虚线表示没有喷嘴13的情况下的激光L的焦点。
这样被聚光了的激光L，最小直径部13d外侧的部分被上述第一倾斜面13b遮挡，该部分只在第一倾斜面13b反射一次，然后，一边以大于临界角的入射角在上述液柱W中与外气的边界面反复反射一边被引导到被加工物2。
这样，根据本实施例的混合激光加工装置1，把激光L的焦点设定在越过了喷嘴13中的第一倾斜面13b的最小直径部13d的液柱W内，位于最小直径部13b外侧的激光L在上述第一倾斜面13b进行反射而被引导到液柱W内，因而，即使激光L的焦点位置在Z轴方向上多少发生错位，也可以把激光L引导到液柱W，可以由上述Z轴台30容易地调整激光L的焦点位置。
对此，上述专利文献1中，必须在把激光的焦点设定在喷嘴的开口部，如果焦点位置在Z轴方向上错位的话，不但把激光反射到喷嘴上而不能将其引导到液柱内，而且，激光会出乎意料地照射到壁面上，可能会对加工头自身造成损伤。
另外，由于激光L仅仅在第一倾斜面13b反射一次，因而，可以缩小对喷嘴13进行镜面加工等的范围，而且本实施例的情况下，即使由于激光L的反射造成喷嘴13的反射面损伤，只要将设置在喷嘴支承件23的前端的喷嘴13更换即可，因而可以降低生产成本和运营成本。
对此，上述专利文献2中，由于激光在喷嘴内反射若干次，因而必须扩大镜面加工等的范围，而且当激光反射造成喷嘴损伤时，必须对喷嘴整体进行更换·修理，因而生产成本和运营成本高。
进而，由于激光L仅仅在第一倾斜面13b反射一次，所以，不必将液柱W内的在与外气的边界面反射的激光L的入射角过于减小，可以使液柱的边界面上的激光的入射角大于临界角，因而激光L不会射到外气中。
对此，上述专利文献2中，使激光在喷嘴内反射若干次，进行反射时在喷嘴内壁面处的入射角变小，会造成液柱的边界面上激光的入射角小于临界角，激光可能会射到外气中。
上述实施例中，喷嘴13是由不锈钢制成的，对第一倾斜面13b实施了镜面加工，然而，在上述第一倾斜面13b上实施用来反射激光L的涂层的话，用其它材料制造喷嘴13也可以。
另外，上述实施例中，聚光透镜12被固定在架11上，聚光透镜12的位置、角度不能调整，但是也可以另行设置调整机构对聚光透镜12的位置、角度进行调整。

Claims (4)

1.一种混合激光加工装置，所述混合激光加工装置设有：有喷射孔的喷嘴、用来向所述喷嘴供给高压液体的供液机构、使激光起振的激光起振器，和把由所述激光起振器起振了的激光进行聚光的聚光透镜；把从上述供液机构供给的液体从喷射孔形成液柱而喷射到外部，而且，通过聚光透镜把激光引导到上述液柱，对被加工物进行加工；
其特征在于，在所述喷射孔入口形成朝被加工物缩径的倾斜面，而且，把所述聚光透镜的焦点设定在与所述倾斜面的最小直径部相比超越到被加工物侧的液柱内，而且设定成，由所述倾斜面把照射到所述喷射孔内的激光反射后引导到所述液柱。
2.如权利要求1所述的混合激光加工装置，其特征在于，在所述喷射孔的所述倾斜面的最小直径部的被加工物侧，形成朝被加工物扩径的第二倾斜面。
3.如权利要求1或2所述的混合激光加工装置，其特征在于，在所述喷嘴的被加工物侧形成围绕所述液柱的气穴。
4.如权利要求1～3中的任一项所述的混合激光加工装置，其特征在于，设置调整机构，所述调整机构使所述聚光透镜与喷嘴相对移动，对由所述聚光透镜聚光的激光和由所述喷嘴喷射的液柱的位置进行调整。
CN2005800491587A 2005-03-18 2005-10-20 混合激光加工装置 Expired - Fee Related CN101142050B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005079458A JP5035653B2 (ja) 2005-03-18 2005-03-18 ハイブリッドレーザ加工装置
JP079458/2005 2005-03-18
PCT/JP2005/019298 WO2006100798A1 (ja) 2005-03-18 2005-10-20 ハイブリッドレーザ加工装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101142050A true CN101142050A (zh) 2008-03-12
CN101142050B CN101142050B (zh) 2010-12-08

Family

ID=37023491

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2005800491587A Expired - Fee Related CN101142050B (zh) 2005-03-18 2005-10-20 混合激光加工装置

Country Status (6)

Country Link
US (1) US7705266B2 (zh)
EP (1) EP1859890B1 (zh)
JP (1) JP5035653B2 (zh)
KR (1) KR101198341B1 (zh)
CN (1) CN101142050B (zh)
WO (1) WO2006100798A1 (zh)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101508060B (zh) * 2009-03-20 2011-04-20 厦门大学 微激光束精密加工光学装置
CN102049614A (zh) * 2009-10-27 2011-05-11 松下电器产业株式会社 接合方法及接合装置
CN102151989A (zh) * 2010-01-06 2011-08-17 株式会社电装 使用激光束机加工工件的装置和方法
US8525074B2 (en) 2008-12-26 2013-09-03 Denso Corporation Machining method and machining system for micromachining a part in a machine component
CN104002245A (zh) * 2013-02-21 2014-08-27 喷水机器人公司 用于在工件中钻至少一个孔的方法
CN105195903A (zh) * 2015-10-21 2015-12-30 北京中科思远光电科技有限公司 一种用于涡轮叶片打孔的激光微水刀加工装置
CN106166644A (zh) * 2015-05-21 2016-11-30 罗伯特·博世有限公司 用于工件的激光钻孔或激光切割的方法以及用于激光钻孔或激光切割的系统
TWI593498B (zh) * 2011-05-25 2017-08-01 Sugino Mach 雷射加工裝置
CN111194249A (zh) * 2017-10-05 2020-05-22 辛诺瓦有限公司 用于利用激光束加工工件的设备

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009119480A (ja) * 2007-11-12 2009-06-04 Shibuya Kogyo Co Ltd レーザ加工方法とその装置
DE102008053729C5 (de) * 2008-10-29 2013-03-07 Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg Laserbearbeitungsdüse zum Bearbeiten von Blechen
EP2189236B1 (en) * 2008-11-21 2012-06-20 Synova S.A. Method and apparatus for improving reliability of a machining process
JP5287448B2 (ja) * 2009-04-10 2013-09-11 澁谷工業株式会社 レーザ加工方法とレーザ加工装置
EP2711121B1 (en) * 2011-05-19 2015-12-16 Murata Machinery, Ltd. Laser processing machine
CN102423875B (zh) * 2011-08-24 2013-11-06 上海交通大学 基于激光辅助加热的超高压水射流板材渐进加工喷头及其应用
CN102500928A (zh) * 2011-10-31 2012-06-20 重庆长安汽车股份有限公司 一种微水柱导引激光微细加工装置
US10307864B2 (en) * 2013-12-13 2019-06-04 Avonisys Ag Methods and systems to keep a work piece surface free from liquid accumulation while performing liquid-jet guided laser based material processing
US10092980B1 (en) * 2014-05-30 2018-10-09 Avonisys Ag Method for coupling a laser beam into a liquid-jet
US8859988B1 (en) * 2014-05-30 2014-10-14 Jens Guenter Gaebelein Method for coupling a laser beam into a liquid-jet
US9932803B2 (en) * 2014-12-04 2018-04-03 Saudi Arabian Oil Company High power laser-fluid guided beam for open hole oriented fracturing
EP3718676B1 (en) * 2015-07-28 2023-11-15 Synova SA Device and process of treating a workpiece using a liquid jet guided laser beam
DE102015224115B4 (de) * 2015-12-02 2021-04-01 Avonisys Ag Laserstrahl-bearbeitungsvorrichtung mit einer einkoppelvorrichtung zum einkoppeln eines fokussierten laserstrahls in einen flüssigkeitsstrahl
US10160059B2 (en) 2016-03-03 2018-12-25 General Electric Company Decoupled liquid-jet guided laser nozzle cap
US10335900B2 (en) 2016-03-03 2019-07-02 General Electric Company Protective shield for liquid guided laser cutting tools
JP7201343B2 (ja) * 2018-06-19 2023-01-10 株式会社ディスコ レーザー加工装置
US20230056508A1 (en) * 2021-08-19 2023-02-23 Raytheon Technologies Corporation Method and system for drilling ceramic

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4952771A (en) * 1986-12-18 1990-08-28 Aesculap Ag Process for cutting a material by means of a laser beam
IL92427A0 (en) * 1989-02-08 1990-07-26 Gen Electric Laser welding apparatus and process
FR2676913B1 (fr) 1991-05-28 1993-08-13 Lasag Ag Dispositif d'ablation de matiere, notamment pour la dentisterie.
US5356081A (en) * 1993-02-24 1994-10-18 Electric Power Research Institute, Inc. Apparatus and process for employing synergistic destructive powers of a water stream and a laser beam
US5810469A (en) 1993-03-26 1998-09-22 Weinreich; Steve Combination light concentrating and collimating device and light fixture and display screen employing the same
DE9407288U1 (de) * 1994-05-02 1994-08-04 Trumpf Gmbh & Co Laserschneidmaschine mit Fokuslageneinstellung
DE4418845C5 (de) 1994-05-30 2012-01-05 Synova S.A. Verfahren und Vorrichtung zur Materialbearbeitung mit Hilfe eines Laserstrahls
JP3871240B2 (ja) * 2000-05-16 2007-01-24 澁谷工業株式会社 ハイブリッド加工装置
JP2003151924A (ja) * 2001-08-28 2003-05-23 Tokyo Seimitsu Co Ltd ダイシング方法およびダイシング装置
US20030108295A1 (en) 2001-12-10 2003-06-12 Guanghua Huang Optical funnel
JP2004122173A (ja) * 2002-10-02 2004-04-22 Nippon Sharyo Seizo Kaisha Ltd レーザマイクロジェット加工装置
JP3740136B2 (ja) 2003-06-11 2006-02-01 財団法人 日本宇宙フォーラム 高分子の結晶品質を評価する方法
JP2005034889A (ja) * 2003-07-17 2005-02-10 Shibuya Kogyo Co Ltd 加工装置

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8525074B2 (en) 2008-12-26 2013-09-03 Denso Corporation Machining method and machining system for micromachining a part in a machine component
CN101508060B (zh) * 2009-03-20 2011-04-20 厦门大学 微激光束精密加工光学装置
CN102049614A (zh) * 2009-10-27 2011-05-11 松下电器产业株式会社 接合方法及接合装置
CN102049614B (zh) * 2009-10-27 2014-12-10 松下电器产业株式会社 接合方法及接合装置
CN102151989A (zh) * 2010-01-06 2011-08-17 株式会社电装 使用激光束机加工工件的装置和方法
TWI593498B (zh) * 2011-05-25 2017-08-01 Sugino Mach 雷射加工裝置
TWI620612B (zh) * 2011-05-25 2018-04-11 Sugino Mach Laser processing device
US9884403B2 (en) 2013-02-21 2018-02-06 Microwaterjet Ag Machining arrangement for drilling at least one hole into a workpiece
CN104002245A (zh) * 2013-02-21 2014-08-27 喷水机器人公司 用于在工件中钻至少一个孔的方法
CN106166644A (zh) * 2015-05-21 2016-11-30 罗伯特·博世有限公司 用于工件的激光钻孔或激光切割的方法以及用于激光钻孔或激光切割的系统
CN106166644B (zh) * 2015-05-21 2021-04-27 罗伯特·博世有限公司 用于工件的激光钻孔或激光切割的方法以及用于激光钻孔或激光切割的系统
CN105195903A (zh) * 2015-10-21 2015-12-30 北京中科思远光电科技有限公司 一种用于涡轮叶片打孔的激光微水刀加工装置
CN111194249A (zh) * 2017-10-05 2020-05-22 辛诺瓦有限公司 用于利用激光束加工工件的设备

Also Published As

Publication number Publication date
KR101198341B1 (ko) 2012-11-06
EP1859890A4 (en) 2012-08-08
US20080169275A1 (en) 2008-07-17
CN101142050B (zh) 2010-12-08
EP1859890A1 (en) 2007-11-28
JP5035653B2 (ja) 2012-09-26
US7705266B2 (en) 2010-04-27
WO2006100798A1 (ja) 2006-09-28
JP2006255768A (ja) 2006-09-28
EP1859890B1 (en) 2013-05-01
KR20070114356A (ko) 2007-12-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101142050B (zh) 混合激光加工装置
CN101227998A (zh) 混合激光加工装置
JP3871240B2 (ja) ハイブリッド加工装置
KR101148637B1 (ko) 취성 물질의 스코링 공정 및 장치
JP2007029980A (ja) ハイブリッドレーザ加工装置
CN101844274B (zh) 激光加工装置、激光加工装置的制造方法、激光加工方法
JP5192216B2 (ja) レーザー加工装置
JP4715432B2 (ja) ハイブリッドレーザ加工方法とその装置
JP2006255769A (ja) ハイブリッドレーザ加工装置
CN111098043A (zh) 水导激光加工装置和加工系统
US11911849B2 (en) Laser peening processing apparatus and laser peening processing method
CN114043074B (zh) 一种具有柔性加工能力的小型水导激光加工系统及方法
CN114425663A (zh) 一种水基射流激光强化加工设备
JP2005034889A (ja) 加工装置
JP5324828B2 (ja) レーザー加工装置
JP2009082938A (ja) レーザ光線加工装置
CN113634921A (zh) 多焦点聚焦透镜大功率无气爆水导激光水光耦合对准切割头
JP6450038B2 (ja) レーザピーニング加工装置及びレーザピーニング加工方法
JP5501100B2 (ja) レーザ加工装置
CN102476239A (zh) 一种易于调整焦点的激光加工设备
CN218745615U (zh) 一种激光切割设备
JPH0810978A (ja) レーザ加工ヘッド
JP2018079512A (ja) レーザー加工装置
JP2009119480A (ja) レーザ加工方法とその装置
JP2011251322A (ja) レーザ加工装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20101208

Termination date: 20201020