JP2000024788A - レーザ加工装置 - Google Patents

レーザ加工装置

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JP2000024788A
JP2000024788A JP10194673A JP19467398A JP2000024788A JP 2000024788 A JP2000024788 A JP 2000024788A JP 10194673 A JP10194673 A JP 10194673A JP 19467398 A JP19467398 A JP 19467398A JP 2000024788 A JP2000024788 A JP 2000024788A
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JP
Japan
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axis
laser processing
optical path
laser beam
laser
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JP10194673A
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English (en)
Inventor
Yoshiharu Komizo
芳春 小溝
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Amada Co Ltd
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Amada Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 構造が簡単で組立調整が容易でかつ製造コス
トを低減した光路長調整手段を備えたレーザ加工装置の
提供。 【解決手段】 被加工材Wの上方にY軸フレーム5を設
け、該Y軸フレームにレーザ加工ヘッドを備えたY軸キ
ャリッジ33をY軸方向に移動自在に設けると共に前記
Y軸フレームと前記被加工材とを相対的にX軸方向に移
動自在に設けたレーザ加工装置において、前記Y軸フレ
ームに該Y軸フレームと一体的に搭載したレーザ発振器
9を設けると共に、該レーザ発振器からレーザ加工ヘッ
ド7に至るレーザビームLBの光路長を一定に維持する
光路長調整手段11を前記レーザ発振器とレーザ加工ヘ
ッドとの間の光路に設けたことを特徴とするレーザ加工
装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はレーザ加工装置に関
する。さらに詳細には、レーザ発振器から加工位置まで
のレーザ光の光路長を常に一定距離に保持するための光
路長調整手段を備えたレーザ加工装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】例えば、特開平5−277779号公報
には、レーザ発振器から加工位置までのレーザ光の光路
長を一定距離に保持するための光路長調整手段(11)
を備えたレーザ加工装置が開示されている。
【0003】上述の光路長調整手段(11)には、2個
のベンドミラー(9、10)により入射レーザ光を18
0度反転させる移動体を設け、この移動体をサーボモー
タ(14)によりU方向へ移動自在に設け、加工ヘッド
(6)の移動量(Lx,Ly,Lz)を検出手段により
検出して、光路長の調整量Luをこの移動量に基づき、
(Lx+Ly+Lz)/2=Luとして光路長調整演算
装置で演算して求め、光路長調整手段(11)をLuだ
け移動させる様に設けたものである。
【0004】また、特開平6−679号公報に開示され
る光路長調整手段を備えたレーザ加工装置は、X軸方向
に移動可能に設けた加工機本体(2)と、この加工機本
体と一体にX軸方向に移動するレーザ発振器(20)
と、前記加工機本体と共にX軸方向に移動すると共に、
Y軸方向にも移動可能に設けた加工ヘッド(12)を備
えたレーザ加工装置において、第1ミラー(28)を備
えた第1ミラー台車(14)をY軸方向に移動自在に設
ける一方、加工ヘッド(12)の上方に、Z軸方向に駆
動可能な第2ミラー(30)を設けた第2ミラー台車
(18)を設け、加工ヘッドをY軸方向に移動させる際
には、この加工ヘッドの移動量に応じて、第1ミラー台
車(14)および第2ミラー台車(18)を移動させ、
レーザ発振器から加工位置までのレーザ光の光路長を一
定距離になる様に制御するものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記特開平5
−277779号公報のレーザ加工装置においては、制
御対象軸がX、Y、Zの3軸に加え、光路長調整手段用
としてもう1軸必要となる。また、特開平6−679号
公報に開示されるレーザ加工装置においては、光路長調
整手段装置が複雑となるなどの問題がある。
【0006】本発明は上述の如き問題点を解決するため
に成されたものであり、本発明の課題は、構造が簡単で
組立調整が容易でかつ製造コストを低減した光路長調整
手段を備えたレーザ加工装置を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する手段
として、請求項1に記載のレーザ加工装置は、被加工材
の上方にY軸フレームを設け、該Y軸フレームにレーザ
加工ヘッドを備えたY軸キャリッジをY軸方向に移動自
在に設けると共に前記Y軸フレームと前記被加工材とを
相対的にX軸方向に移動自在に設けたレーザ加工装置に
おいて、前記Y軸フレームに該Y軸フレームと一体的に
搭載したレーザ発振器を設けると共に、該レーザ発振器
からレーザ加工ヘッドに至るレーザビームの光路長を一
定に維持する光路長調整手段を前記レーザ発振器とレー
ザ加工ヘッドとの間の光路に設けたことを要旨とするも
のでる。
【0008】請求項2に記載のレーザ加工装置は、請求
項1に記載のレーザ加工装置において、前記光路長調整
手段が、レーザビームを入射方向に対して180度反転
して出射する光反転器を前記Y軸フレームにX軸方向に
移動自在に設け、該光反転器をX軸方向に駆動する第1
のエンドレスベルトを一対の小プーリーに張設して設
け、該第1のエンドレスベルトの駆動側小プーリー軸
に、該小プーリーの2倍のピッチ径を有する大プーリー
を設けると共に、前記Y軸キャリッジのストロークエン
ドの外側に同径の大プーリーを設け、該一対の大プーリ
ーに第2のエンドレスベルトを張設して設け、該第2エ
ンドレスベルトとの一側に前記Y軸キャリッジを連結し
て設け、前記レーザ加工ヘッドが光路長が増加する方向
へ移動したとき、前記光反転器が光路長が減少する方向
へ移動するように設けてなることを要旨とするもので
る。
【0009】請求項3に記載のレーザ加工装置は、請求
項1または請求項2に記載のレーザ加工装置において、
前記Y軸フレームをX軸方向に移動自在のX軸キャリッ
ジに設けたことを要旨とするものでる。
【0010】したがって、請求項1、請求項2または請
求項3のレーザ加工装置によれば、同じY軸フレームに
Y軸フレームと一体的に搭載したレーザ発振器と光路長
調整手段とを設けたので、光路長調整手段の構造がシン
プルに構成することが可能となり、またその組立調整も
容易となった。
【0011】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
によって説明する。
【0012】図1は本発明に係わるX・Y2軸光軸移動
タイプのレーザ加工装置の正面図、図2はその平面図で
ある。
【0013】図1、図2を参照するに、レーザ加工装置
1は、X軸方向(図1において紙面に垂直方向)に延伸
した被加工材Wを載置する加工テーブル3と、この加工
テーブル3の上方をY軸方向(図1において左右方向)
に延伸するY軸フレーム5と、このY軸フレーム5上を
Y軸方向に移動するレーザ加工ヘッド7、このレーザ加
工ヘッド7にレーザ光を送るレーザ発振器9、このレー
ザ発振器9からレーザ加工ヘッド7に至るレーザビーム
LBの光路長を一定に維持する光路長調整手段11など
から構成されている。
【0014】前記加工テーブル3の左右両脇には、基台
13が設けてあり、この左右両側の基台13上にX軸方
向に延伸するX軸フレーム15がそれぞれ一体的に設け
てある。
【0015】前記左右のX軸フレーム15の上面に、X
軸方向に延伸させて敷設した左右一対のX軸ガイドレー
ル17には、前記Y軸フレーム5の左右端部の柱体部
5’の下端のX軸キャリッジ19(L,R)に設けた直
線運動ベアリング21が移動自在に係合してある。な
お、左右のX軸キャリッジ19(L,R)は左右対称形
である以外は同一構成であるので、以後、左側のX軸キ
ャリッジ19Lについて説明することにする。
【0016】図3に示す如く、前記X軸フレーム15の
X軸ガイドレール17の左側には、X軸ガイドレール1
7に沿ってX軸ラックギヤ23が敷設してあり、このX
軸ラックギヤ23に噛合するピニオンギヤ25がX軸キ
ャリッジ19Lに回転自在に軸支してある。
【0017】また、前記ピニオンギヤ25は、X軸キャ
リッジ19Lに設けたX軸サーボモータ29Lにベルト
27を介して駆動される様に設けてある。
【0018】同様に、右側のX軸フレーム15に設けた
X軸ラックギヤ23には、右側のX軸キャリッジ19R
に設けたX軸サーボモータ29Rで駆動されるピニオン
ギヤ25に噛合させてある。
【0019】したがって、左右のX軸キャリッジ19
(L,R)に設けたX軸サーボモータ29(L,R)を
図示省略の制御装置の制御の下に、左右を同期させて回
転駆動させることにより、前記Y軸フレーム5をX軸方
向の適宜な位置に移動させることができる。
【0020】前記Y軸フレーム5の左右端部の柱体部
5’の上部に懸架されたY軸フレームの梁部の上面に
は、2本のY軸ガイドレール31がY軸方向に延伸させ
て敷設してあり、このY軸ガイドレール31にY軸キャ
リッジ33が移動自在に設けてある。
【0021】また、前記Y軸ガイドレール31と平行に
Y軸ラックギヤ35が敷設してあり、このY軸ラックギ
ヤ35に前記Y軸キャリッジ33に回転自在に設けたピ
ニオンギヤ(図示省略)が噛合させてあり、このピニオ
ンギヤ(図示省略)はY軸キャリッジ33に設けたY軸
サーボモータ37の出力軸に適宜な減速機構をおよび伝
達機構を介して連結してある。
【0022】前記Y軸キャリッジ33には、Z軸方向
(X、Y軸に直交する方向)に移動位置決め自在のレー
ザ加工ヘッド7が設けてあり、このレーザ加工ヘッド7
の内部には、集光レンズなどの公知の集光用光学系(図
示省略)が設けてある。
【0023】したがって、前記Y軸サーボモータ37を
前述の図示省略の制御装置の制御の下に回転駆動するこ
とにとり、レーザ加工ヘッド7をY軸座標の適宜な位置
に移動することができる。
【0024】また、前記Y軸フレーム5の梁部にはレー
ザ発振器9が載置してあって、このレーザ発振器9から
出射されるレーザビームLBは、Y軸フレーム5に設け
た第1固定ベンドミラー39によりX軸+方向に伝送さ
れ光反転器41に入射される。
【0025】光反転器41に入射されたレーザビームL
Bは、光反転器41に内蔵の移動ベンドミラー43、4
5により、180度反転されて、X軸−方向に伝送され
て第2固定ベンドミラー47に入射される。
【0026】第2固定ベンドミラー47に入射されたレ
ーザビームLBは、レーザ加工ヘッド7の第3固定ベン
ドミラー49へ伝送され、前述の集光レンズなどの集光
用光学系(図示省略)により集光されて被加工材Wに照
射されることになる。
【0027】なお、被加工材Wは、図4に示す如く前記
加工テーブル3に適宜な間隔をもって垂直に設けた多数
の支持板6上に載置してある。また、加工テーブル3に
は切断屑を受ける受け箱50が複数設けてある。
【0028】したがって、前記X軸サーボモータ29
(L,R)とY軸サーボモータ37とを適宜に制御する
ことにより、レーザ加工ヘッド7を前記被加工材W上の
任意の座標位置に移動位置決めすることができる。
【0029】前記光路長調整手段11は、光反転器41
とこの光反転器41をレーザ加工ヘッド7の移動に関連
させて移動させる移動手段とからなっている。
【0030】上述の光反転器41は、前記X軸キャリッ
ジ19Lの上部のY軸フレーム5の上面に適宜なガイド
機構によってX軸方向に移動自在に設けてあり、この光
反転器41をX軸方向に駆動するための第1のエンドレ
スベルト51が一対の小プーリー53、55(ピッチ径
d)に張設してある。
【0031】また、上記第1のエンドレスベルト51の
駆動側小プーリー55の軸には、この駆動側小プーリー
55の2倍のピッチ径(2d=D)を有する大プーリー
57を同軸に設けると共に、前記Y軸キャリッジ33の
ストロークエンドの外側に大プーリー59を設け、該外
側の大プーリー59と前記大プーリー57との間に第2
のエンドレスベルト61を張設してある。
【0032】そして、前記レーザ加工ヘッド7が原点
(図2に示す位置、X=0、Y=0)から光路長が増加
する方向(図2において、Y軸+方向)へ移動したと
き、前記光反転器41が光路長が減少する方向(図2に
おいて、X軸−方向)へ移動するように、第1のエンド
レスベルト51の一側と光反転器41を連結固定し、前
記第2エンドレスベルト61の一側と前記Y軸キャリッ
ジ33を連結固定してある。
【0033】したがって、レーザ加工ヘッド7が原点
(X=0、Y=0)からY軸+方向へ距離Lだけ移動し
た場合、光反転器41の移動距離(X軸−方向)は、
(L/(πD))*(πd)=(L/(2πd))*
(πd)=L/2となり、光反転器41への往復の光路
長は、L/2+L/2=Lだけ光路長が減少するので、
レーザ発振器9からレーザ加工ヘッド7に至るレーザビ
ームLBの光路長はLとなり光路長は変化しないことに
なる。
【0034】なお、上述の実施の形態では、被加工材を
載置した加工テーブルの上方に、X軸方向に移動位置決
め自在のY軸フレームを設け、このY軸フレームに、Y
軸方向に移動位置決め自在のレーザ加工ヘッドを設け
た、謂わゆる2軸光軸移動型のレーザ加工装置の例を示
したが、ワークを載置した加工テーブルをX軸方向に移
動位置決め自在に設け、この加工テーブルの上方にY軸
方向に移動位置決め自在のレーザ加工ヘッドを設けた、
謂わゆる1軸光軸移動−1軸材料移動タイプのレーザ加
工装置に実施することもできる。
【0035】
【発明の効果】請求項1に記載の発明によれば、レーザ
発振器からレーザ加工ヘッドに至るレーザビームの光路
長を一定に維持することができる。
【0036】請求項2に記載の発明によれば、光路長調
整手段の光反転器の動作をレーザ加工ヘッドの動作に機
械的に連動させて行わせるので制御装置における制御軸
を増加させる必要がない。
【0037】請求項3に記載の発明によれば、X軸方向
に移動自在なY軸フレームにこのY軸フレームと一体的
に搭載したレーザ発振器と光路長調整手段とを設けたの
で、光路長調整手段の構造がシンプルに構成することが
可能となり、またその組立調整も容易である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わるレーザ加工装置の正面図。
【図2】図1の平面図。
【図3】図1におけるA部拡大図。
【図4】図1におけるB−B断面図。
【符号の説明】
1 レーザ加工装置 3 加工テーブル 5 Y軸フレーム 6 支持板 7 レーザ加工ヘッド 9 レーザ発振器 11 光路長調整手段 13 基台 15 X軸フレーム 17 X軸ガイドレール 19(L,R) X軸キャリッジ 21 直線運動ベアリング 23 X軸ラックギヤ 25 ピニオンギヤ 27 ベルト 29(L,R) X軸サーボモータ 31 Y軸ガイドレール 33 Y軸キャリッジ 35 Y軸ラックギヤ 37 Y軸サーボモータ 39 第1固定ベンドミラー 41 光反転器 43,45 移動ベンドミラー 47 第2固定ベンドミラー 49 第3固定ベンドミラー 50 受け箱 51 第1のエンドレスベルト 53,55 小プーリー 57,59 大プーリー 61 第2のエンドレスベルト LB レーザビーム W 被加工材

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被加工材の上方にY軸フレームを設け、
    該Y軸フレームにレーザ加工ヘッドを備えたY軸キャリ
    ッジをY軸方向に移動自在に設けると共に前記Y軸フレ
    ームと前記被加工材とを相対的にX軸方向に移動自在に
    設けたレーザ加工装置において、前記Y軸フレームに該
    Y軸フレームと一体的に搭載したレーザ発振器を設ける
    と共に、該レーザ発振器からレーザ加工ヘッドに至るレ
    ーザビームの光路長を一定に維持する光路長調整手段を
    前記レーザ発振器とレーザ加工ヘッドとの間の光路に設
    けたことを特徴とするレーザ加工装置。
  2. 【請求項2】 前記光路長調整手段が、レーザビームを
    入射方向に対して180度反転して出射する光反転器を
    前記Y軸フレームにX軸方向に移動自在に設け、該光反
    転器をX軸方向に駆動する第1のエンドレスベルトを一
    対の小プーリーに張設して設け、該第1のエンドレスベ
    ルトの駆動側小プーリー軸に、該小プーリーの2倍のピ
    ッチ径を有する大プーリーを設けると共に、前記Y軸キ
    ャリッジのストロークエンドの外側に同径の大プーリー
    を設け、該一対の大プーリーに第2のエンドレスベルト
    を張設して設け、該第2エンドレスベルトとの一側に前
    記Y軸キャリッジを連結して設け、前記レーザ加工ヘッ
    ドが光路長が増加する方向へ移動したとき、前記光反転
    器が光路長が減少する方向へ移動するように設けてなる
    ことを特徴とする請求項1に記載のレーザ加工装置。
  3. 【請求項3】 前記Y軸フレームをX軸方向に移動自在
    のX軸キャリッジに設けたことを特徴とする請求項1ま
    たは請求項2に記載のレーザ加工装置。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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