JP2001096384A - レーザー加工装置及びレーザー加工ヘッド - Google Patents
レーザー加工装置及びレーザー加工ヘッドInfo
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- JP2001096384A JP2001096384A JP27379799A JP27379799A JP2001096384A JP 2001096384 A JP2001096384 A JP 2001096384A JP 27379799 A JP27379799 A JP 27379799A JP 27379799 A JP27379799 A JP 27379799A JP 2001096384 A JP2001096384 A JP 2001096384A
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- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/346—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in combination with welding or cutting covered by groups B23K5/00 - B23K25/00, e.g. in combination with resistance welding
- B23K26/348—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in combination with welding or cutting covered by groups B23K5/00 - B23K25/00, e.g. in combination with resistance welding in combination with arc heating, e.g. TIG [tungsten inert gas], MIG [metal inert gas] or plasma welding
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- Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 １つのレーザー加工ヘッドにより被加工部に
対してレーザービームと溶接用のアークとを同時にしか
もレンズ系に影響を与えることなく良好に供給する。 【解決手段】 レーザー加工系によるレーザービームを
２分割して集光し、２分割したレーザービームの間にＴ
ＩＧヘッド１７を配置し、同一の被加工部に対して溶接
部を常に一致させてレーザー溶接とアーク溶接とを同時
に行い、溶接位置や溶接姿勢を変えてもレーザー溶接部
とＴＩＧ溶接部とを常に一致させ、１つのレーザー加工
ヘッド１３により被加工部に対してレーザービームと溶
接用のアークとを同時にしかもレンズ系に影響を与える
ことなく良好に供給し、他の加工動力の能力を高めて加
工能率を向上させる。
対してレーザービームと溶接用のアークとを同時にしか
もレンズ系に影響を与えることなく良好に供給する。 【解決手段】 レーザー加工系によるレーザービームを
２分割して集光し、２分割したレーザービームの間にＴ
ＩＧヘッド１７を配置し、同一の被加工部に対して溶接
部を常に一致させてレーザー溶接とアーク溶接とを同時
に行い、溶接位置や溶接姿勢を変えてもレーザー溶接部
とＴＩＧ溶接部とを常に一致させ、１つのレーザー加工
ヘッド１３により被加工部に対してレーザービームと溶
接用のアークとを同時にしかもレンズ系に影響を与える
ことなく良好に供給し、他の加工動力の能力を高めて加
工能率を向上させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はレーザー加工装置及
びレーザー加工ヘッドに関し、１つの加工ヘッドにより
先端ノズル部を交換することで被加工物の同一部分ある
いは他の部分に対してレーザービームと溶接動力や切断
動力等の他の加工動力とを同時にしかもレーザービーム
のレンズ系に影響を与えることなく供給することができ
るようにしたものである。
びレーザー加工ヘッドに関し、１つの加工ヘッドにより
先端ノズル部を交換することで被加工物の同一部分ある
いは他の部分に対してレーザービームと溶接動力や切断
動力等の他の加工動力とを同時にしかもレーザービーム
のレンズ系に影響を与えることなく供給することができ
るようにしたものである。
【０００２】
【従来の技術】レーザー光は、極めて指向性がよく大エ
ネルギーを有しているので、小さな点に集光することに
より、精密な溶接・切断・穿孔・表面改質処理などに利
用されている。この場合、ワークの材質や加工手法の違
いに応じてパルス波レーザー光（ＰＷ）や連続波レーザ
ー光（ＣＷ）が使用される。一般的に、パルス波レーザ
ー光は、その持続時間が短いので周辺への影響をおよぼ
さずに微小な孔をあけたりスポット溶接する加工に適し
ており、連続波レーザー光は、つぎ目のない溶接などの
加工に適している。
ネルギーを有しているので、小さな点に集光することに
より、精密な溶接・切断・穿孔・表面改質処理などに利
用されている。この場合、ワークの材質や加工手法の違
いに応じてパルス波レーザー光（ＰＷ）や連続波レーザ
ー光（ＣＷ）が使用される。一般的に、パルス波レーザ
ー光は、その持続時間が短いので周辺への影響をおよぼ
さずに微小な孔をあけたりスポット溶接する加工に適し
ており、連続波レーザー光は、つぎ目のない溶接などの
加工に適している。
【０００３】固体レーザー発振器の一種であるＹＡＧレ
ーザー発振器は、レーザー単結晶としてＮｄをドープし
たＹＡＧ（イットリウム，アルミニウム，ガーネット）
結晶を用いており、波長が１．０６４μｍのレーザー光
を、パルス波レーザー光または連続波レーザー光として
出力する。ＹＡＧレーザー光は波長が１．０６４μｍの
赤外レーザー光であるため、光ファイバによる伝送が可
能である。この結果、ＹＡＧレーザー発振器を用いた溶
接装置や切断装置では、レーザー光を光ファイバにより
引き回すことができ、設計や配置の自由度が大きい。
ーザー発振器は、レーザー単結晶としてＮｄをドープし
たＹＡＧ（イットリウム，アルミニウム，ガーネット）
結晶を用いており、波長が１．０６４μｍのレーザー光
を、パルス波レーザー光または連続波レーザー光として
出力する。ＹＡＧレーザー光は波長が１．０６４μｍの
赤外レーザー光であるため、光ファイバによる伝送が可
能である。この結果、ＹＡＧレーザー発振器を用いた溶
接装置や切断装置では、レーザー光を光ファイバにより
引き回すことができ、設計や配置の自由度が大きい。
【０００４】このようなレーザー溶接装置によりレーザ
ー溶接したときには、狭い溶接範囲に対して溶け込み深
さの深い溶接を行うことができる。これはレーザー光に
は非常に強い集光性があり、エネルギー密度の極めて高
い強力な集中熱源として、レーザー光が機能するからで
ある。
ー溶接したときには、狭い溶接範囲に対して溶け込み深
さの深い溶接を行うことができる。これはレーザー光に
は非常に強い集光性があり、エネルギー密度の極めて高
い強力な集中熱源として、レーザー光が機能するからで
ある。
【０００５】一方、溶接手法として従来から汎用されて
いるものとして、ティグ溶接（inert gas shielded tun
gsten arc welding)が知られている。ティグ（ＴＩＧ）
溶接は、アルゴンまたはヘリウムなどの不活性ガス雰囲
気中で、タングステン電極と母材間にアークを発生させ
て溶接する方法である。このようなティグ溶接では、ア
ークが広範囲に広がるため、ビード幅が広い溶接となり
開先裕度のある溶接が可能である。
いるものとして、ティグ溶接（inert gas shielded tun
gsten arc welding)が知られている。ティグ（ＴＩＧ）
溶接は、アルゴンまたはヘリウムなどの不活性ガス雰囲
気中で、タングステン電極と母材間にアークを発生させ
て溶接する方法である。このようなティグ溶接では、ア
ークが広範囲に広がるため、ビード幅が広い溶接となり
開先裕度のある溶接が可能である。
【０００６】近年では、広い溶接範囲に対して深い溶け
込み深さの得られる溶接ができるように、同一の溶接部
に対してレーザー溶接とティグ溶接を同時に行うことが
研究されている。レーザー溶接とティグ溶接を同時に行
うことができるように研究した装置として、図６に示す
装置がある。
込み深さの得られる溶接ができるように、同一の溶接部
に対してレーザー溶接とティグ溶接を同時に行うことが
研究されている。レーザー溶接とティグ溶接を同時に行
うことができるように研究した装置として、図６に示す
装置がある。
【０００７】図６に示す装置では、タングステン電極２
ａを真っすぐにしたティグ溶接ヘッド１を、母材３の表
面に対して斜めに配置し、タングステン電極２ａと母材
３との間にアーク４を発生させる。一方、集光レンズ系
５で集光したレーザー光６を母材３に斜めに照射する。
そしてアーク４による溶接ポイントとレーザー光６によ
る照射ポイントが一致するように、ティグ溶接ヘッド１
と集光レンズ系５の相対位置関係を保持するようにして
いる。
ａを真っすぐにしたティグ溶接ヘッド１を、母材３の表
面に対して斜めに配置し、タングステン電極２ａと母材
３との間にアーク４を発生させる。一方、集光レンズ系
５で集光したレーザー光６を母材３に斜めに照射する。
そしてアーク４による溶接ポイントとレーザー光６によ
る照射ポイントが一致するように、ティグ溶接ヘッド１
と集光レンズ系５の相対位置関係を保持するようにして
いる。
【０００８】また、ＹＡＧレーザー発振器を用いた切断
装置として、図７に示す装置がある。図７に示す装置で
は、集光レンズ系５で集光したレーザー光６の周囲から
切断ガス７を供給して切断を行っている。
装置として、図７に示す装置がある。図７に示す装置で
は、集光レンズ系５で集光したレーザー光６の周囲から
切断ガス７を供給して切断を行っている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかし、図６に示す溶
接装置では、溶接位置や溶接姿勢が変化していっても、
アーク４による溶接ポイントとレーザー光６の照射ポイ
ントが一致するように、ティグ溶接ヘッド１と集光レン
ズ系５の相対位置関係を保持しなければならず、使用に
際して面倒な位置調整を頻繁に行なわなくてはならない
ため、使い勝手が悪かった。またレーザー光６が母材３
に対して斜めに入射しているため、溶融池の形状が対称
ではなく、溶接形状が悪くなることがあった。
接装置では、溶接位置や溶接姿勢が変化していっても、
アーク４による溶接ポイントとレーザー光６の照射ポイ
ントが一致するように、ティグ溶接ヘッド１と集光レン
ズ系５の相対位置関係を保持しなければならず、使用に
際して面倒な位置調整を頻繁に行なわなくてはならない
ため、使い勝手が悪かった。またレーザー光６が母材３
に対して斜めに入射しているため、溶融池の形状が対称
ではなく、溶接形状が悪くなることがあった。
【００１０】更に、溶接位置や溶接姿勢によっては、両
ポイントが一致するような相対位置関係をとろうとする
と、周囲の部材や装置と干渉してしまい、良好な相対位
置関係が得られないことがある。このような場合には、
良好な溶接ができない。
ポイントが一致するような相対位置関係をとろうとする
と、周囲の部材や装置と干渉してしまい、良好な相対位
置関係が得られないことがある。このような場合には、
良好な溶接ができない。
【００１１】また、図７に示す切断装置では、レーザー
光６の周囲から切断ガス７を供給しているので、切断ガ
ス７のガス圧（流量）が集光レンズ系５の耐圧強度に影
響され、ガス圧を高くするには限度があった。このた
め、切断可能な板厚に制約が生じていた。
光６の周囲から切断ガス７を供給しているので、切断ガ
ス７のガス圧（流量）が集光レンズ系５の耐圧強度に影
響され、ガス圧を高くするには限度があった。このた
め、切断可能な板厚に制約が生じていた。
【００１２】本発明は上記状況に鑑みてなされたもの
で、１つのレーザー加工ヘッドにより被加工物の同一部
分に対してレーザービームと溶接動力や切断動力等の他
の加工動力とを同時にしかもレンズ系に影響を与えるこ
となく供給することができるレーザー加工装置及びレー
ザー加工ヘッドを提供することを目的とする。
で、１つのレーザー加工ヘッドにより被加工物の同一部
分に対してレーザービームと溶接動力や切断動力等の他
の加工動力とを同時にしかもレンズ系に影響を与えるこ
となく供給することができるレーザー加工装置及びレー
ザー加工ヘッドを提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明のレーザー加工装置の構成は、レーザー光を出力する
レーザー発振器と、レーザー発振器から出力されたレー
ザー光をレーザー加工ヘッドに伝送する伝送手段と、レ
ーザー加工ヘッドに備えられ伝送手段からのレーザー光
を入射させるガイド光学系と、レーザー加工ヘッドに備
えられガイド光学系から入射したレーザー光を複数束に
分割する分割光学系と、レーザー加工ヘッドに備えられ
レーザー光を被加工部に集光させる複数の集光光学系
と、レーザー加工ヘッドに備えられ分割光学系で分割さ
れた複数束のレーザー光を複数の集光光学系のそれぞれ
に導く案内光学系と、レーザー加工ヘッドに備えられ複
数の集光光学系で集光されるレーザー光の束の間に加工
手段を交換自在に支持し且つ加工手段の加工部位を被加
工部に向けて配置する支持部と、レーザー加工ヘッドを
保持しレーザー加工ヘッドを任意の位置に位置決め移動
させる移動手段と、加工手段に加工動力を供給する加工
動力供給手段と、レーザー発振器及び移動手段及び加工
動力供給手段の動作を制御する制御手段とを備えたこと
を特徴とする。
明のレーザー加工装置の構成は、レーザー光を出力する
レーザー発振器と、レーザー発振器から出力されたレー
ザー光をレーザー加工ヘッドに伝送する伝送手段と、レ
ーザー加工ヘッドに備えられ伝送手段からのレーザー光
を入射させるガイド光学系と、レーザー加工ヘッドに備
えられガイド光学系から入射したレーザー光を複数束に
分割する分割光学系と、レーザー加工ヘッドに備えられ
レーザー光を被加工部に集光させる複数の集光光学系
と、レーザー加工ヘッドに備えられ分割光学系で分割さ
れた複数束のレーザー光を複数の集光光学系のそれぞれ
に導く案内光学系と、レーザー加工ヘッドに備えられ複
数の集光光学系で集光されるレーザー光の束の間に加工
手段を交換自在に支持し且つ加工手段の加工部位を被加
工部に向けて配置する支持部と、レーザー加工ヘッドを
保持しレーザー加工ヘッドを任意の位置に位置決め移動
させる移動手段と、加工手段に加工動力を供給する加工
動力供給手段と、レーザー発振器及び移動手段及び加工
動力供給手段の動作を制御する制御手段とを備えたこと
を特徴とする。
【００１４】そして、レーザー加工ヘッドに備えられた
モニタリング用撮像手段と、レーザー加工ヘッドに備え
られたモニタリング用光伝送手段と、レーザー加工ヘッ
ドに備えられ被加工部及びレーザー加工ヘッドの情報を
モニタリング用撮像手段及びモニタリング用光伝送手段
に導くモニタリング案内光学系とを備えたことを特徴と
する。また、加工手段は、溶接手段及びガス供給手段が
適用されることを特徴とする。また、加工手段は、角度
調整自在にレーザー加工ヘッドに配置され、制御手段に
は、モニタリング用光伝送手段からの情報が入力される
と共にモニタリング用光伝送手段の情報に基づいて加工
手段の角度を調整する機能が備えられていることを特徴
とする。
モニタリング用撮像手段と、レーザー加工ヘッドに備え
られたモニタリング用光伝送手段と、レーザー加工ヘッ
ドに備えられ被加工部及びレーザー加工ヘッドの情報を
モニタリング用撮像手段及びモニタリング用光伝送手段
に導くモニタリング案内光学系とを備えたことを特徴と
する。また、加工手段は、溶接手段及びガス供給手段が
適用されることを特徴とする。また、加工手段は、角度
調整自在にレーザー加工ヘッドに配置され、制御手段に
は、モニタリング用光伝送手段からの情報が入力される
と共にモニタリング用光伝送手段の情報に基づいて加工
手段の角度を調整する機能が備えられていることを特徴
とする。
【００１５】本発明のレーザー加工ヘッドは、入力され
たレーザー光を複数束に分割する分割光学系と、レーザ
ー光を被加工部に集光させる複数の集光光学系と、分割
光学系で分割された複数束のレーザー光を複数の集光光
学系のそれぞれに導く案内光学系と、複数の集光光学系
で集光されるレーザー光の束の間に加工手段を交換自在
に支持し且つ加工手段の加工部位を被加工部に向けて配
置する支持部とを備えたことを特徴とする。
たレーザー光を複数束に分割する分割光学系と、レーザ
ー光を被加工部に集光させる複数の集光光学系と、分割
光学系で分割された複数束のレーザー光を複数の集光光
学系のそれぞれに導く案内光学系と、複数の集光光学系
で集光されるレーザー光の束の間に加工手段を交換自在
に支持し且つ加工手段の加工部位を被加工部に向けて配
置する支持部とを備えたことを特徴とする。
【００１６】そして、モニタリング用撮像手段と、モニ
タリング用光伝送手段と、被加工部及びヘッド内の情報
をモニタリング用撮像手段及びモニタリング用光伝送手
段に導くモニタリング案内光学系とを備えたことを特徴
とする。また、加工手段は、溶接手段及びガス供給手段
が適用されることを特徴とする。また、加工手段は、角
度調整自在に配置されることを特徴とする。
タリング用光伝送手段と、被加工部及びヘッド内の情報
をモニタリング用撮像手段及びモニタリング用光伝送手
段に導くモニタリング案内光学系とを備えたことを特徴
とする。また、加工手段は、溶接手段及びガス供給手段
が適用されることを特徴とする。また、加工手段は、角
度調整自在に配置されることを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】図１には本発明の一実施形態例に
係るレーザー加工ヘッドを備えたレーザー加工装置の概
略ブロック構成、図２にはレーザー加工ヘッドの構成、
図３にはレーザー光の光学系を表す概略構成、図４には
モニタリング系の光学系を表す概略構成、図５には加工
手段の構成を示してある。
係るレーザー加工ヘッドを備えたレーザー加工装置の概
略ブロック構成、図２にはレーザー加工ヘッドの構成、
図３にはレーザー光の光学系を表す概略構成、図４には
モニタリング系の光学系を表す概略構成、図５には加工
手段の構成を示してある。
【００１８】図１に基づいてレーザー加工装置の概略構
成を説明する。図に示すように、レーザー加工装置１０
には、レーザー光を出力するＹＡＧレーザー発振器１１
が備えられ、ＹＡＧレーザー発振器１１から出力された
レーザー光は伝送手段としての光ファイバー１２により
レーザー加工ヘッド１３に伝送される。
成を説明する。図に示すように、レーザー加工装置１０
には、レーザー光を出力するＹＡＧレーザー発振器１１
が備えられ、ＹＡＧレーザー発振器１１から出力された
レーザー光は伝送手段としての光ファイバー１２により
レーザー加工ヘッド１３に伝送される。
【００１９】レーザー加工ヘッド１３は移動手段として
の多軸ＮＣロボット１５に保持され、多軸ＮＣロボット
１５により任意の位置に位置決め移動される。また、レ
ーザー加工ヘッド１３には加工手段としての切断ノズル
１６、ＴＩＧヘッド１７、ＭＩＧヘッド１８、フィラワ
イヤヘッド１９及び粉末ノズル２０が交換自在で角度調
整可能に支持される。
の多軸ＮＣロボット１５に保持され、多軸ＮＣロボット
１５により任意の位置に位置決め移動される。また、レ
ーザー加工ヘッド１３には加工手段としての切断ノズル
１６、ＴＩＧヘッド１７、ＭＩＧヘッド１８、フィラワ
イヤヘッド１９及び粉末ノズル２０が交換自在で角度調
整可能に支持される。
【００２０】レーザー加工装置１０には、加工手段の付
帯装置２１が備えられている。付帯装置２１は、冷却水
供給装置２２、切断用の加工ガス（酸素等）の加工ガス
供給装置２３、ＴＩＧ溶接機２４、ＭＩＧ溶接機２５、
フィラワイヤ供給装置２６及び粉末供給ユニット２７が
備えられている。
帯装置２１が備えられている。付帯装置２１は、冷却水
供給装置２２、切断用の加工ガス（酸素等）の加工ガス
供給装置２３、ＴＩＧ溶接機２４、ＭＩＧ溶接機２５、
フィラワイヤ供給装置２６及び粉末供給ユニット２７が
備えられている。
【００２１】ＹＡＧレーザー発振器１１、多軸ＮＣロボ
ット１５及び加工手段の付帯装置２１の動作は制御装置
３１により制御される。制御装置３１には、発振器コン
トローラ３２、ＮＣコントローラ３３、冷却水コントロ
ーラ３４、モニタリングコントローラ３５、オートフォ
ーカスコントローラ３６、ノズル角度コントローラ３７
及びモニタＴＶ３８が備えられている。
ット１５及び加工手段の付帯装置２１の動作は制御装置
３１により制御される。制御装置３１には、発振器コン
トローラ３２、ＮＣコントローラ３３、冷却水コントロ
ーラ３４、モニタリングコントローラ３５、オートフォ
ーカスコントローラ３６、ノズル角度コントローラ３７
及びモニタＴＶ３８が備えられている。
【００２２】発振器コントローラ３２はＹＡＧレーザー
発振器１１のレーザー光の出力を制御し、ＮＣコントロ
ーラ３３は多軸ＮＣロボット１５の動作を制御し、モニ
タリングコントローラ３５は後述するモニタリング用の
光ファイバーからの発光状況に応じて各種動作部の動作
を制御する。また、オートフォーカスコントローラ３６
は後述する光学系の制御を行いレーザービームの焦点を
制御し、ノズル角度コントローラ３７はノズル及びヘッ
ドの角度を調整制御する。
発振器１１のレーザー光の出力を制御し、ＮＣコントロ
ーラ３３は多軸ＮＣロボット１５の動作を制御し、モニ
タリングコントローラ３５は後述するモニタリング用の
光ファイバーからの発光状況に応じて各種動作部の動作
を制御する。また、オートフォーカスコントローラ３６
は後述する光学系の制御を行いレーザービームの焦点を
制御し、ノズル角度コントローラ３７はノズル及びヘッ
ドの角度を調整制御する。
【００２３】図２乃至図４に基づいてレーザー加工ヘッ
ド１３を詳細に説明する。
ド１３を詳細に説明する。
【００２４】図２、図３に示すように、レーザー加工ヘ
ッド１３には光ファイバー１２が支持され、光ファイバ
ー１２で伝送されたＹＡＧレーザー発振器１１からのレ
ーザー光は下向きに入光する。光ファイバー１２の直下
にはガイド光学系としてのコリメートレンズ群４１が設
けられ、コリメートレンズ群４１により光ファイバー１
２からのレーザー光が平行光にされる。
ッド１３には光ファイバー１２が支持され、光ファイバ
ー１２で伝送されたＹＡＧレーザー発振器１１からのレ
ーザー光は下向きに入光する。光ファイバー１２の直下
にはガイド光学系としてのコリメートレンズ群４１が設
けられ、コリメートレンズ群４１により光ファイバー１
２からのレーザー光が平行光にされる。
【００２５】コリメートレンズ群４１の直下には分割光
学系としての三角柱状の分割ミラー４２が備えられ、コ
リメートレンズ群４１で平行光にされた（入射された）
レーザー光は分割ミラー４２により２つの水平なレーザ
ー光束43a,43b に分割される。レーザー光束43a,43b は
それぞれ案内光学系としての反射ミラー44a,44b で反射
され、それぞれのレーザー光束43a,43b は集光光学系と
しての半割り状の集光レンズ群45a,45b で集光され一つ
の被加工部４０にレーザービーム46a,46b として集光さ
れる。尚、分割光学系としては、三角錐状の分割ミラー
を用いてレーザー光を３つの水平なレーザー光束に分割
するようにしてもよい。
学系としての三角柱状の分割ミラー４２が備えられ、コ
リメートレンズ群４１で平行光にされた（入射された）
レーザー光は分割ミラー４２により２つの水平なレーザ
ー光束43a,43b に分割される。レーザー光束43a,43b は
それぞれ案内光学系としての反射ミラー44a,44b で反射
され、それぞれのレーザー光束43a,43b は集光光学系と
しての半割り状の集光レンズ群45a,45b で集光され一つ
の被加工部４０にレーザービーム46a,46b として集光さ
れる。尚、分割光学系としては、三角錐状の分割ミラー
を用いてレーザー光を３つの水平なレーザー光束に分割
するようにしてもよい。
【００２６】反射ミラー44a,44b は傾斜角が可変に支持
され、前述したオートフォーカスコントローラ３６から
の指令に基づいて動作され、レーザービーム46a,46b の
焦点が制御される。
され、前述したオートフォーカスコントローラ３６から
の指令に基づいて動作され、レーザービーム46a,46b の
焦点が制御される。
【００２７】図２に示すように、集光レンズ群45a,45b
で集光されるレーザービーム46a,46b 間に加工手段とし
て前述したヘッドやノズルを交換自在に支持し且つヘッ
ドやノズルの加工部位としての先端部を被加工部４０に
向けて配置する支持部４７がレーザー加工ヘッド１３に
備えられている。図示例では、加工手段としてＴＩＧヘ
ッド１７が配置された状態を示してある。支持部４７に
は可変手段４８が設けられ、可変手段４８はノズル角度
コントローラ３７の指令に基づいて動作され、ノズル及
びヘッド（ＴＩＧヘッド１７）の角度を調整制御する。
で集光されるレーザービーム46a,46b 間に加工手段とし
て前述したヘッドやノズルを交換自在に支持し且つヘッ
ドやノズルの加工部位としての先端部を被加工部４０に
向けて配置する支持部４７がレーザー加工ヘッド１３に
備えられている。図示例では、加工手段としてＴＩＧヘ
ッド１７が配置された状態を示してある。支持部４７に
は可変手段４８が設けられ、可変手段４８はノズル角度
コントローラ３７の指令に基づいて動作され、ノズル及
びヘッド（ＴＩＧヘッド１７）の角度を調整制御する。
【００２８】図２、図４に示すように、レーザー加工ヘ
ッド１３の後方上部にはモニタリング用撮像手段として
のＣＣＤカメラ５１が設けられ、ＣＣＤカメラ５１は画
像用光ファイバー５２を介して制御装置３１のモニタＴ
Ｖ３８に被加工部４０及びレーザー加工ヘッド１３内の
画像を伝送する。また、レーザー加工ヘッド１３の後方
部にはモニタリング用光伝送手段としてのモニタリング
光ファイバー５３が支持され、モニタリング光ファイバ
ー５３を介して制御装置３１のモニタリングコントロー
ラ３５に被加工部４０の発光状況を伝送する。
ッド１３の後方上部にはモニタリング用撮像手段として
のＣＣＤカメラ５１が設けられ、ＣＣＤカメラ５１は画
像用光ファイバー５２を介して制御装置３１のモニタＴ
Ｖ３８に被加工部４０及びレーザー加工ヘッド１３内の
画像を伝送する。また、レーザー加工ヘッド１３の後方
部にはモニタリング用光伝送手段としてのモニタリング
光ファイバー５３が支持され、モニタリング光ファイバ
ー５３を介して制御装置３１のモニタリングコントロー
ラ３５に被加工部４０の発光状況を伝送する。
【００２９】集光レンズ群45a,45b の間には、被加工部
４０の状況を後側に反射する反射ミラー５４が設けら
れ、ＣＣＤカメラ５１の直下には反射ミラー５４で反射
した被加工部４０の状況を上方に反射させると共に後方
に透過させる半透過ミラー５５が設けられている。尚、
図中５６は反射ミラー５４と半透過ミラー５５の間に配
置されたコリメータである。図４に示すように、半透過
ミラー５５で反射された被加工部４０の状況はレンズ群
５７でＣＣＤカメラ５１の入力部に集光される。半透過
ミラー５５で透過された被加工部４０の状況はレンズ群
５８でモニタリング光ファイバー５３に集光される。
４０の状況を後側に反射する反射ミラー５４が設けら
れ、ＣＣＤカメラ５１の直下には反射ミラー５４で反射
した被加工部４０の状況を上方に反射させると共に後方
に透過させる半透過ミラー５５が設けられている。尚、
図中５６は反射ミラー５４と半透過ミラー５５の間に配
置されたコリメータである。図４に示すように、半透過
ミラー５５で反射された被加工部４０の状況はレンズ群
５７でＣＣＤカメラ５１の入力部に集光される。半透過
ミラー５５で透過された被加工部４０の状況はレンズ群
５８でモニタリング光ファイバー５３に集光される。
【００３０】図５を参照して加工手段を説明する。
【００３１】図５(a) はＴＩＧヘッド１７でタングステ
ン電極６２を保持し、ＴＩＧ溶接機２４からの給電及び
不活性ガスの供給により、アーク６３による溶接を行
う。レーザー加工ヘッド１３では、レーザー加工系（コ
リメートレンズ群４１、分割ミラー４２、反射ミラー４
４及び集光レンズ群４５）によるレーザービーム４６を
２分割して集光し、２分割したレーザービーム４６の間
にＴＩＧヘッド１６を配置している。このため、同一の
被加工部４０に対してレーザー溶接とアーク溶接とを同
時に行うことができる。
ン電極６２を保持し、ＴＩＧ溶接機２４からの給電及び
不活性ガスの供給により、アーク６３による溶接を行
う。レーザー加工ヘッド１３では、レーザー加工系（コ
リメートレンズ群４１、分割ミラー４２、反射ミラー４
４及び集光レンズ群４５）によるレーザービーム４６を
２分割して集光し、２分割したレーザービーム４６の間
にＴＩＧヘッド１６を配置している。このため、同一の
被加工部４０に対してレーザー溶接とアーク溶接とを同
時に行うことができる。
【００３２】図５(b) は切断ノズル１６で、加工ガス供
給装置２３から例えば酸素ガスが供給される。レーザー
加工ヘッド１３に切断ノズル１６を保持した場合、同一
の被加工部４０に対してレーザービーム４６による切断
と切断ノズル１６からの切断ガスの供給を同軸上に同時
に行うことができる。切断ノズル１６からの切断用の加
工ガスは、レーザー加工系のレンズ系に対して無関係と
なるので、レンズの耐圧強度に拘らず圧力を高くするこ
とができる。このため、深い切断が可能になって厚物の
切断に適用可能となり、加工ガス圧を調整することで切
断可能な板厚に制約が生じることがなくなる。
給装置２３から例えば酸素ガスが供給される。レーザー
加工ヘッド１３に切断ノズル１６を保持した場合、同一
の被加工部４０に対してレーザービーム４６による切断
と切断ノズル１６からの切断ガスの供給を同軸上に同時
に行うことができる。切断ノズル１６からの切断用の加
工ガスは、レーザー加工系のレンズ系に対して無関係と
なるので、レンズの耐圧強度に拘らず圧力を高くするこ
とができる。このため、深い切断が可能になって厚物の
切断に適用可能となり、加工ガス圧を調整することで切
断可能な板厚に制約が生じることがなくなる。
【００３３】モニタリング用光ファイバー５３から伝送
される発光状況に応じて制御装置３１のノズル角度コン
トローラ３７により可変手段を介して切断ノズル１６の
角度を調整することで、例えば、レーザー加工ヘッド１
３の進行方向後側に傾けて調整することで、溶融直後の
金属を進行方向後側に吹き飛ばすことができ、より深い
切断が可能になる。
される発光状況に応じて制御装置３１のノズル角度コン
トローラ３７により可変手段を介して切断ノズル１６の
角度を調整することで、例えば、レーザー加工ヘッド１
３の進行方向後側に傾けて調整することで、溶融直後の
金属を進行方向後側に吹き飛ばすことができ、より深い
切断が可能になる。
【００３４】図５(c) はＭＩＧヘッド１８で、ＭＩＧ溶
接機２５からの給電及びワイヤ送り装置６７からのフィ
ラワイヤ６８の供給により、溶接を行う。レーザー加工
ヘッド１３にＭＩＧヘッド１８を保持した場合、同一の
被加工部４０に対してレーザービーム４６による溶接と
ＭＩＧヘッド１８でのＭＩＧ溶接を同時に行うことがで
きる。
接機２５からの給電及びワイヤ送り装置６７からのフィ
ラワイヤ６８の供給により、溶接を行う。レーザー加工
ヘッド１３にＭＩＧヘッド１８を保持した場合、同一の
被加工部４０に対してレーザービーム４６による溶接と
ＭＩＧヘッド１８でのＭＩＧ溶接を同時に行うことがで
きる。
【００３５】図５(d) はフィラワイヤヘッド１９で、ワ
イヤ送り装置７２からのフィラワイヤ７３の供給によ
り、溶接を行う。レーザー加工ヘッド１３にフィラワイ
ヤヘッド１９を保持した場合、レーザー加工ヘッド１３
の移動方向や角度に拘らず被加工部４０に対してレーザ
ービーム４６とフィラワイヤ７３の互いの位置関係を一
定に保つことができる。
イヤ送り装置７２からのフィラワイヤ７３の供給によ
り、溶接を行う。レーザー加工ヘッド１３にフィラワイ
ヤヘッド１９を保持した場合、レーザー加工ヘッド１３
の移動方向や角度に拘らず被加工部４０に対してレーザ
ービーム４６とフィラワイヤ７３の互いの位置関係を一
定に保つことができる。
【００３６】図５(e) は粉末ノズル２０で、粉末供給ユ
ニット２７から金属粉末（例えば、鉄、ステンレス、ア
ルミ等の金属）７５が供給される。レーザー加工ヘッド
１３に粉末ノズル２０を保持した場合、レーザー加工ヘ
ッド１３の移動により金属粉末７５を任意の形状に敷き
つめ、一層毎にレーザービーム４６を照射して焼結して
いく。これを繰り返すことにより、任意の３次元形状の
肉盛り成形を行うことができる。
ニット２７から金属粉末（例えば、鉄、ステンレス、ア
ルミ等の金属）７５が供給される。レーザー加工ヘッド
１３に粉末ノズル２０を保持した場合、レーザー加工ヘ
ッド１３の移動により金属粉末７５を任意の形状に敷き
つめ、一層毎にレーザービーム４６を照射して焼結して
いく。これを繰り返すことにより、任意の３次元形状の
肉盛り成形を行うことができる。
【００３７】上記構成のレーザー加工ヘッド１３を備え
たレーザー加工装置１０では、制御装置３１の指令によ
り多軸ＮＣロボット１４を動作させ、レーザー加工ヘッ
ド１３を所望の状態に移動及び動作させてレーザー加工
と溶接や切断等の加工手段による加工とを同時に行う。
加工中は、必要に応じて冷却水コントローラ３４からの
指令により冷却水供給装置２２から冷却水が供給され
る。加工手段としてＴＩＧヘッド１７を支持部４７に保
持した場合を例に挙げて説明する。
たレーザー加工装置１０では、制御装置３１の指令によ
り多軸ＮＣロボット１４を動作させ、レーザー加工ヘッ
ド１３を所望の状態に移動及び動作させてレーザー加工
と溶接や切断等の加工手段による加工とを同時に行う。
加工中は、必要に応じて冷却水コントローラ３４からの
指令により冷却水供給装置２２から冷却水が供給され
る。加工手段としてＴＩＧヘッド１７を支持部４７に保
持した場合を例に挙げて説明する。
【００３８】光ファイバー１２で伝送されたＹＡＧレー
ザー発振器１１からのレーザー光が下向きに入光し、コ
リメートレンズ群４１により光ファイバー１２からのレ
ーザー光が平行光にされる。コリメートレンズ群４１で
平行光にされた（入射された）レーザー光は分割ミラー
４２により２つの水平なレーザー光束43a,43b に分割さ
れ、それぞれのレーザー光束43a,43b は反射ミラー44a,
44b で反射されて集光レンズ群45a,45b で集光され一つ
の被加工部４０にレーザービーム46a,46b として集光さ
れる。
ザー発振器１１からのレーザー光が下向きに入光し、コ
リメートレンズ群４１により光ファイバー１２からのレ
ーザー光が平行光にされる。コリメートレンズ群４１で
平行光にされた（入射された）レーザー光は分割ミラー
４２により２つの水平なレーザー光束43a,43b に分割さ
れ、それぞれのレーザー光束43a,43b は反射ミラー44a,
44b で反射されて集光レンズ群45a,45b で集光され一つ
の被加工部４０にレーザービーム46a,46b として集光さ
れる。
【００３９】また、集光レンズ群45a,45b で集光される
レーザービーム46a,46b 間にＴＩＧヘッド１７が配置さ
れ、ＴＩＧ溶接機２４からの給電及び不活性ガスの供給
により、アーク６３により被加工部４０の溶接を行う。
レーザービーム46a,46b 間にＴＩＧヘッド１７が配置さ
れ、ＴＩＧ溶接機２４からの給電及び不活性ガスの供給
により、アーク６３により被加工部４０の溶接を行う。
【００４０】レーザービーム46a,46b によるレーザー溶
接とアーク６３によるＴＩＧ溶接が同一の被加工部４０
に対して同時に行われ、広い溶接範囲に対し深い溶け込
み深さの溶接が良好に行われる。レーザー加工ヘッド１
３は、レーザー加工系（コリメートレンズ群４１、分割
ミラー４２、反射ミラー44a,44b 及び集光レンズ群45a,
45b ）と、ＴＩＧヘッド１７とが一体になった構造であ
るため、溶接位置や溶接姿勢を変えても、特別な操作を
することなくレーザー溶接部とＴＩＧ溶接部とが常に一
致する。このため、操作性がよく良好な溶接が可能とな
る。また、一体構造となっているため、コンパクトで且
つ周辺部材と干渉することはない。
接とアーク６３によるＴＩＧ溶接が同一の被加工部４０
に対して同時に行われ、広い溶接範囲に対し深い溶け込
み深さの溶接が良好に行われる。レーザー加工ヘッド１
３は、レーザー加工系（コリメートレンズ群４１、分割
ミラー４２、反射ミラー44a,44b 及び集光レンズ群45a,
45b ）と、ＴＩＧヘッド１７とが一体になった構造であ
るため、溶接位置や溶接姿勢を変えても、特別な操作を
することなくレーザー溶接部とＴＩＧ溶接部とが常に一
致する。このため、操作性がよく良好な溶接が可能とな
る。また、一体構造となっているため、コンパクトで且
つ周辺部材と干渉することはない。
【００４１】被加工部４０及びレーザー加工ヘッド１３
内の状況は、反射ミラー５４、コリメータ５６及び半透
過ミラー５５を介してＣＣＤカメラ５１で撮影され、画
像は画像用光ファイバー５２を介して制御装置３１のモ
ニタＴＶ３８に映し出されるようになっている。モニタ
ＴＶ３８の画像によりモニタリングを行い、不具合等が
生じた場合には即座に適切な処置を施すようにする。
内の状況は、反射ミラー５４、コリメータ５６及び半透
過ミラー５５を介してＣＣＤカメラ５１で撮影され、画
像は画像用光ファイバー５２を介して制御装置３１のモ
ニタＴＶ３８に映し出されるようになっている。モニタ
ＴＶ３８の画像によりモニタリングを行い、不具合等が
生じた場合には即座に適切な処置を施すようにする。
【００４２】また、被加工部４０の発光状況が反射ミラ
ー５４、コリメータ５６、半透過ミラー５５及びレンズ
群５８を介してモニタリング光ファイバー５３に入力さ
れ、制御装置３１のモニタリングコントローラ３５に伝
送される。モニタリングコントローラ３５からは、被加
工部４０の発光状況に応じてレーザー加工ヘッド１３の
位置やレーザービーム46a,46b の集光位置、ＴＩＧヘッ
ド１７の支持状態等を調整するように、ＮＣコントロー
ラ３３、オートフォーカスコントローラ３６及びノズル
角度コントローラ３７に指令が出される。
ー５４、コリメータ５６、半透過ミラー５５及びレンズ
群５８を介してモニタリング光ファイバー５３に入力さ
れ、制御装置３１のモニタリングコントローラ３５に伝
送される。モニタリングコントローラ３５からは、被加
工部４０の発光状況に応じてレーザー加工ヘッド１３の
位置やレーザービーム46a,46b の集光位置、ＴＩＧヘッ
ド１７の支持状態等を調整するように、ＮＣコントロー
ラ３３、オートフォーカスコントローラ３６及びノズル
角度コントローラ３７に指令が出される。
【００４３】上述したレーザー加工ヘッド１３を備えた
レーザー加工装置１０は、レーザー加工系（コリメート
レンズ群４１、分割ミラー４２、反射ミラー４４及び集
光レンズ群４５）によるレーザービーム４６を２分割し
て集光し、２分割したレーザービーム46a,46b の間に加
工手段（ＴＩＧヘッド１７）配置したので、同一の被加
工部４０に対して溶接部を常に一致させてレーザー溶接
とアーク溶接とを同時に行うことができる。このため、
１つのレーザー加工ヘッド１３により被加工部４０に対
してレーザービーム46a,46b と、溶接用のアーク６３
（切断用のガス、フィラワイヤ、金属粉末等他の加工動
力）とを同時にしかもレンズ系に影響を与えることなく
良好に供給することができ、他の加工動力の能力を高め
て加工能率を向上させることができる。
レーザー加工装置１０は、レーザー加工系（コリメート
レンズ群４１、分割ミラー４２、反射ミラー４４及び集
光レンズ群４５）によるレーザービーム４６を２分割し
て集光し、２分割したレーザービーム46a,46b の間に加
工手段（ＴＩＧヘッド１７）配置したので、同一の被加
工部４０に対して溶接部を常に一致させてレーザー溶接
とアーク溶接とを同時に行うことができる。このため、
１つのレーザー加工ヘッド１３により被加工部４０に対
してレーザービーム46a,46b と、溶接用のアーク６３
（切断用のガス、フィラワイヤ、金属粉末等他の加工動
力）とを同時にしかもレンズ系に影響を与えることなく
良好に供給することができ、他の加工動力の能力を高め
て加工能率を向上させることができる。
【００４４】
【発明の効果】本発明のレーザー加工装置は、レーザー
光を出力するレーザー発振器と、レーザー発振器から出
力されたレーザー光をレーザー加工ヘッドに伝送する伝
送手段と、レーザー加工ヘッドに備えられ伝送手段から
のレーザー光を入射させるガイド光学系と、レーザー加
工ヘッドに備えられガイド光学系から入射したレーザー
光を複数束に分割する分割光学系と、レーザー加工ヘッ
ドに備えられレーザー光を被加工部に集光させる複数の
集光光学系と、レーザー加工ヘッドに備えられ分割光学
系で分割された複数束のレーザー光を複数の集光光学系
のそれぞれに導く案内光学系と、レーザー加工ヘッドに
備えられ複数の集光光学系で集光されるレーザー光の束
の間に加工手段を交換自在に支持し且つ加工手段の加工
部位を被加工部に向けて配置する支持部と、レーザー加
工ヘッドを保持しレーザー加工ヘッドを任意の位置に位
置決め移動させる移動手段と、加工手段に加工動力を供
給する加工動力供給手段と、レーザー発振器及び移動手
段及び加工動力供給手段の動作を制御する制御手段とを
備えたので、同一の被加工部に対して姿勢を変更しも加
工部を常に一致させてレーザー加工と他の加工とを同時
に行うことができる。この結果、１つのレーザー加工ヘ
ッドにより被加工部に対してレーザービームと、他の加
工の加工動力とを同時にしかもレンズ系に影響を与える
ことなく良好に供給することができ、操作性がよく良好
な加工が可能となると共に、加工動力の能力を高めて加
工能率を向上させることができる。
光を出力するレーザー発振器と、レーザー発振器から出
力されたレーザー光をレーザー加工ヘッドに伝送する伝
送手段と、レーザー加工ヘッドに備えられ伝送手段から
のレーザー光を入射させるガイド光学系と、レーザー加
工ヘッドに備えられガイド光学系から入射したレーザー
光を複数束に分割する分割光学系と、レーザー加工ヘッ
ドに備えられレーザー光を被加工部に集光させる複数の
集光光学系と、レーザー加工ヘッドに備えられ分割光学
系で分割された複数束のレーザー光を複数の集光光学系
のそれぞれに導く案内光学系と、レーザー加工ヘッドに
備えられ複数の集光光学系で集光されるレーザー光の束
の間に加工手段を交換自在に支持し且つ加工手段の加工
部位を被加工部に向けて配置する支持部と、レーザー加
工ヘッドを保持しレーザー加工ヘッドを任意の位置に位
置決め移動させる移動手段と、加工手段に加工動力を供
給する加工動力供給手段と、レーザー発振器及び移動手
段及び加工動力供給手段の動作を制御する制御手段とを
備えたので、同一の被加工部に対して姿勢を変更しも加
工部を常に一致させてレーザー加工と他の加工とを同時
に行うことができる。この結果、１つのレーザー加工ヘ
ッドにより被加工部に対してレーザービームと、他の加
工の加工動力とを同時にしかもレンズ系に影響を与える
ことなく良好に供給することができ、操作性がよく良好
な加工が可能となると共に、加工動力の能力を高めて加
工能率を向上させることができる。
【００４５】また、レーザー加工ヘッドに備えられたモ
ニタリング用撮像手段と、レーザー加工ヘッドに備えら
れたモニタリング用光伝送手段と、レーザー加工ヘッド
に備えられ被加工部及びレーザー加工ヘッドの情報をモ
ニタリング用撮像手段及びモニタリング用光伝送手段に
導くモニタリング案内光学系とを備えたので、また、加
工手段は、角度調整自在にレーザー加工ヘッドに配置さ
れ、制御手段には、モニタリング用光伝送手段からの情
報が入力されると共にモニタリング用光伝送手段の情報
に基づいて加工手段の角度を調整する機能が備えられて
いるので、被加工部及びレーザー加工ヘッドの情報に基
づいてレーザー加工ヘッド及び加工手段の角度を最適に
調整することができる。
ニタリング用撮像手段と、レーザー加工ヘッドに備えら
れたモニタリング用光伝送手段と、レーザー加工ヘッド
に備えられ被加工部及びレーザー加工ヘッドの情報をモ
ニタリング用撮像手段及びモニタリング用光伝送手段に
導くモニタリング案内光学系とを備えたので、また、加
工手段は、角度調整自在にレーザー加工ヘッドに配置さ
れ、制御手段には、モニタリング用光伝送手段からの情
報が入力されると共にモニタリング用光伝送手段の情報
に基づいて加工手段の角度を調整する機能が備えられて
いるので、被加工部及びレーザー加工ヘッドの情報に基
づいてレーザー加工ヘッド及び加工手段の角度を最適に
調整することができる。
【００４６】本発明のレーザー加工ヘッドは、入力され
たレーザー光を複数束に分割する分割光学系と、レーザ
ー光を被加工部に集光させる複数の集光光学系と、分割
光学系で分割された複数束のレーザー光を複数の集光光
学系のそれぞれに導く案内光学系と、複数の集光光学系
で集光されるレーザー光の束の間に加工手段を交換自在
に支持し且つ加工手段の加工部位を被加工部に向けて配
置する支持部とを備えたので、同一の被加工部に対して
姿勢を変更しも加工部を常に一致させてレーザー加工と
他の加工とを同時に行うことができる。この結果、１つ
のレーザー加工ヘッドにより被加工部に対してレーザー
ビームと、他の加工の加工動力とを同時にしかもレンズ
系に影響を与えることなく良好に供給することができ、
操作性がよく良好な加工が可能となると共に、加工動力
の能力を高めて加工能率を向上させることができる。
たレーザー光を複数束に分割する分割光学系と、レーザ
ー光を被加工部に集光させる複数の集光光学系と、分割
光学系で分割された複数束のレーザー光を複数の集光光
学系のそれぞれに導く案内光学系と、複数の集光光学系
で集光されるレーザー光の束の間に加工手段を交換自在
に支持し且つ加工手段の加工部位を被加工部に向けて配
置する支持部とを備えたので、同一の被加工部に対して
姿勢を変更しも加工部を常に一致させてレーザー加工と
他の加工とを同時に行うことができる。この結果、１つ
のレーザー加工ヘッドにより被加工部に対してレーザー
ビームと、他の加工の加工動力とを同時にしかもレンズ
系に影響を与えることなく良好に供給することができ、
操作性がよく良好な加工が可能となると共に、加工動力
の能力を高めて加工能率を向上させることができる。
【００４７】また、モニタリング用撮像手段と、モニタ
リング用光伝送手段と、被加工部及びヘッド内の情報を
モニタリング用撮像手段及びモニタリング用光伝送手段
に導くモニタリング案内光学系とを備えたので、また、
加工手段は、角度調整自在に配置されるので、被加工部
及びレーザー加工ヘッドの情報に基づいて加工手段の角
度を最適に調整することができる。
リング用光伝送手段と、被加工部及びヘッド内の情報を
モニタリング用撮像手段及びモニタリング用光伝送手段
に導くモニタリング案内光学系とを備えたので、また、
加工手段は、角度調整自在に配置されるので、被加工部
及びレーザー加工ヘッドの情報に基づいて加工手段の角
度を最適に調整することができる。
【図１】本発明の一実施形態例に係るレーザー加工ヘッ
ドを備えたレーザー加工装置の概略構成図。
ドを備えたレーザー加工装置の概略構成図。
【図２】レーザー加工ヘッドの構成図。
【図３】レーザー光の光学系を表す概略構成図。
【図４】モニタリング系の光学系を表す概略構成図。
【図５】加工手段の構成図。
【図６】従来技術を示す構成図。
【図７】従来技術を示す構成図。
１０ レーザー加工装置 １１ ＹＡＧレーザー発振器 １２ 光ファイバー １３ レーザー加工ヘッド １５ 多軸ＮＣロボット １６ 切断ノズル １７ ＴＩＧヘッド １８ ＭＩＧヘッド １９ フィラワイヤヘッド ２０ 粉末ノズル ２１ 付帯設備 ２２ 冷却水供給装置 ２３ 加工ガス供給装置 ２４ ＴＩＧ溶接機 ２５ ＭＩＧ溶接機 ２６ フィラワイヤ供給装置 ２７ 粉末供給ユニット ３１ 制御装置 ３２ 発振器コントローラ ３３ ＮＣコントローラ ３４ 冷却水コントローラ ３５ モニタリングコントローラ ３６ オートフォーカスコントローラ ３７ ノズル角度コントローラ ３８ モニタＴＶ ４０ 被加工部 ４１ コリメートレンズ群 ４２ 分割ミラー 43a,43b レーザー光束 44a,44b 反射ミラー 45a,45b 集光レンズ群 46a,46b レーザービーム ４７ 支持部 ４８ 可変手段 ５１ ＣＣＤカメラ ５２ 画像用光ファイバー ５３ モニタリング用光ファイバー ５４ 反射ミラー ５５ 半透過ミラー ５６ コリメータ ５７，５８ レンズ群 ６２ タングステン電極 ６３ アーク ６７，７２ ワイヤ送り装置 ６８，７３ フィラワイヤ ７５ 粉末金属
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石出 孝 兵庫県高砂市荒井町新浜二丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂研究所内 (72)発明者 勝沼 淳 東京都千代田区丸の内３丁目２番３号 株 式会社ニコン内 Ｆターム(参考） 4E068 BC01 CA06 CB05 CD02 CD04 CD15
Claims (8)
- 【請求項１】 レーザー光を出力するレーザー発振器
と、レーザー発振器から出力されたレーザー光をレーザ
ー加工ヘッドに伝送する伝送手段と、レーザー加工ヘッ
ドに備えられ伝送手段からのレーザー光を入射させるガ
イド光学系と、レーザー加工ヘッドに備えられガイド光
学系から入射したレーザー光を複数束に分割する分割光
学系と、レーザー加工ヘッドに備えられレーザー光を被
加工部に集光させる複数の集光光学系と、レーザー加工
ヘッドに備えられ分割光学系で分割された複数束のレー
ザー光を複数の集光光学系のそれぞれに導く案内光学系
と、レーザー加工ヘッドに備えられ複数の集光光学系で
集光されるレーザー光の束の間に加工手段を交換自在に
支持し且つ加工手段の加工部位を被加工部に向けて配置
する支持部と、レーザー加工ヘッドを保持しレーザー加
工ヘッドを任意の位置に位置決め移動させる移動手段
と、加工手段に加工動力を供給する加工動力供給手段
と、レーザー発振器及び移動手段及び加工動力供給手段
の動作を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする
レーザー加工装置。 - 【請求項２】 請求項１において、レーザー加工ヘッド
に備えられたモニタリング用撮像手段と、レーザー加工
ヘッドに備えられたモニタリング用光伝送手段と、レー
ザー加工ヘッドに備えられ被加工部及びレーザー加工ヘ
ッドの情報をモニタリング用撮像手段及びモニタリング
用光伝送手段に導くモニタリング案内光学系とを備えた
ことを特徴とするレーザー加工装置。 - 【請求項３】 請求項１もしくは請求項２において、加
工手段は、溶接手段及びガス供給手段が適用されること
を特徴とするレーザー加工装置。 - 【請求項４】 請求項２もしくは請求項３において、加
工手段は、角度調整自在にレーザー加工ヘッドに配置さ
れ、制御手段には、モニタリング用光伝送手段からの情
報が入力されると共にモニタリング用光伝送手段の情報
に基づいて加工手段の角度を調整する機能が備えられて
いることを特徴とするレーザー加工装置。 - 【請求項５】 入力されたレーザー光を複数束に分割す
る分割光学系と、レーザー光を被加工部に集光させる複
数の集光光学系と、分割光学系で分割された複数束のレ
ーザー光を複数の集光光学系のそれぞれに導く案内光学
系と、複数の集光光学系で集光されるレーザー光の束の
間に加工手段を交換自在に支持し且つ加工手段の加工部
位を被加工部に向けて配置する支持部とを備えたことを
特徴とするレーザー加工ヘッド。 - 【請求項６】 請求項５において、モニタリング用撮像
手段と、モニタリング用光伝送手段と、被加工部及びヘ
ッド内の情報をモニタリング用撮像手段及びモニタリン
グ用光伝送手段に導くモニタリング案内光学系とを備え
たことを特徴とするレーザー加工ヘッド。 - 【請求項７】 請求項５もしくは請求項６において、加
工手段は、溶接手段及びガス供給手段が適用されること
を特徴とするレーザー加工ヘッド。 - 【請求項８】 請求項５乃至請求項７のいずれか一項に
おいて、加工手段は、角度調整自在に配置されることを
特徴とするレーザー加工ヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27379799A JP3752112B2 (ja) | 1999-09-28 | 1999-09-28 | レーザー加工装置及びレーザー加工ヘッド |
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