JP2001259877A - レーザ出射光学系及びレーザ加工方法 - Google Patents
レーザ出射光学系及びレーザ加工方法Info
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- JP2001259877A JP2001259877A JP2000079496A JP2000079496A JP2001259877A JP 2001259877 A JP2001259877 A JP 2001259877A JP 2000079496 A JP2000079496 A JP 2000079496A JP 2000079496 A JP2000079496 A JP 2000079496A JP 2001259877 A JP2001259877 A JP 2001259877A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 パイプ状の被加工物に対して内周面側からレ
ーザ光を照射することができ、その集光スポットを周方
向に移動させることができるレーザ出射光学系を提供す
る。 【解決手段】 光ファイバ１１が固定される基部１２
に、回転可能に主回転部１３を取り付ける。また、主回
転部の先端にも回転可能に先端回転部１４を取り付け
る。主回転部は、基部１２の中空モータ１８のロータに
固定される取付部１９と、取付部に固定されたレンズセ
ル２０と、レンズセル２０からのレーザ光をその外周面
に形成した開口２９より出射させるノズル２１とを有し
ている。先端回転部及びノズルの先端をワーク３５内に
挿入し、先端回転部をワークに固定した後、主回転部を
回転させることで、ワークの内周面上に形成された集光
スポットを周方向に移動させることができる。
ーザ光を照射することができ、その集光スポットを周方
向に移動させることができるレーザ出射光学系を提供す
る。 【解決手段】 光ファイバ１１が固定される基部１２
に、回転可能に主回転部１３を取り付ける。また、主回
転部の先端にも回転可能に先端回転部１４を取り付け
る。主回転部は、基部１２の中空モータ１８のロータに
固定される取付部１９と、取付部に固定されたレンズセ
ル２０と、レンズセル２０からのレーザ光をその外周面
に形成した開口２９より出射させるノズル２１とを有し
ている。先端回転部及びノズルの先端をワーク３５内に
挿入し、先端回転部をワークに固定した後、主回転部を
回転させることで、ワークの内周面上に形成された集光
スポットを周方向に移動させることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ出射光学系
に関し、特に、パイプ状のワークの内面にレーザ光を照
射するためのレーザ出射光学系に関する。
に関し、特に、パイプ状のワークの内面にレーザ光を照
射するためのレーザ出射光学系に関する。
【０００２】
【従来の技術】レーザ発振器から出射されたレーザ光を
用いて、金属部材を溶接あるいは切断し、また樹脂材を
切断するレーザ加工装置が多数存在する。この種のレー
ザ加工装置は、レーザ発振器からのレーザ光を光ファイ
バを通して出射光学系と呼ばれる光学系に導入し、この
光学系を通して被加工部材（ワーク）に照射する。出射
光学系は、通常、光ファイバ端面から出射して拡大しな
がら進行するレーザ光を平行光にするリコリメートレン
ズと、このリコリメートレンズからの平行光を集光させ
て被加工部材上に集光スポットを形成するための加工レ
ンズとを内蔵している。
用いて、金属部材を溶接あるいは切断し、また樹脂材を
切断するレーザ加工装置が多数存在する。この種のレー
ザ加工装置は、レーザ発振器からのレーザ光を光ファイ
バを通して出射光学系と呼ばれる光学系に導入し、この
光学系を通して被加工部材（ワーク）に照射する。出射
光学系は、通常、光ファイバ端面から出射して拡大しな
がら進行するレーザ光を平行光にするリコリメートレン
ズと、このリコリメートレンズからの平行光を集光させ
て被加工部材上に集光スポットを形成するための加工レ
ンズとを内蔵している。
【０００３】この様なレーザ出射光学系を用いてパイプ
状の被加工物を溶接する場合、従来は、被加工物の外周
面側からレーザ光を照射するようにしている。
状の被加工物を溶接する場合、従来は、被加工物の外周
面側からレーザ光を照射するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】パイプ状被加工物を溶
接する場合には、内周面側からレーザ光を照射した方が
良い場合がある。しかしながら、従来のレーザ出射光学
系には、パイプ状の被加工物に対して、内周面側からレ
ーザ光を照射することができるものは存在しない。
接する場合には、内周面側からレーザ光を照射した方が
良い場合がある。しかしながら、従来のレーザ出射光学
系には、パイプ状の被加工物に対して、内周面側からレ
ーザ光を照射することができるものは存在しない。
【０００５】本発明は、パイプ状の被加工物に対して内
周面側からレーザ光を照射することができ、その集光ス
ポットを周方向に移動させることができるレーザ出射光
学系を提供することを目的とする。
周面側からレーザ光を照射することができ、その集光ス
ポットを周方向に移動させることができるレーザ出射光
学系を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、光ファ
イバの先端に取り付けられ、当該光ファイバから出射さ
れるレーザ光をワークに照射するためのレーザ出射光学
系において、前記光ファイバの先端に固定され、前記光
ファイバから出射されるレーザ光を所定軸に沿って出射
させるための基部と、前記所定軸と平行な回転軸を持つ
よう前記基部に回転可能に取り付けられ、前記基部から
の前記レーザ光を前記所定軸から離れる方向に出射させ
るための主回転部とを有し、前記基部を位置固定した状
態で、前記主回転部を回転させることにより、前記主回
転部から出射されるレーザ光の出射方向を回転変更でき
るようにしたことを特徴とするレーザ出射光学系が得ら
れる。
イバの先端に取り付けられ、当該光ファイバから出射さ
れるレーザ光をワークに照射するためのレーザ出射光学
系において、前記光ファイバの先端に固定され、前記光
ファイバから出射されるレーザ光を所定軸に沿って出射
させるための基部と、前記所定軸と平行な回転軸を持つ
よう前記基部に回転可能に取り付けられ、前記基部から
の前記レーザ光を前記所定軸から離れる方向に出射させ
るための主回転部とを有し、前記基部を位置固定した状
態で、前記主回転部を回転させることにより、前記主回
転部から出射されるレーザ光の出射方向を回転変更でき
るようにしたことを特徴とするレーザ出射光学系が得ら
れる。
【０００７】このレーザ出射光学系では、円筒形状を有
する前記ワークの内部に前記主回転部の少なくとも一部
を挿入し、前記基部を位置固定した状態で、前記主回転
部を回転させることにより、前記ワークの内周面上に形
成される前記レーザ光の集光スポットを周方向に移動さ
せることができる。
する前記ワークの内部に前記主回転部の少なくとも一部
を挿入し、前記基部を位置固定した状態で、前記主回転
部を回転させることにより、前記ワークの内周面上に形
成される前記レーザ光の集光スポットを周方向に移動さ
せることができる。
【０００８】上記レーザ出射光学系には、前記所定軸に
一致する回転軸を持つよう前記主回転部の先端に回転可
能に取り付けられ、前記ワークに挿入されたときに当該
ワークに対して前記所定軸を位置固定するための先端回
転部を設けてもよい。ここで、前記先端回転部は、前記
基所定軸に直交する方向に突出する複数の突起を有し、
そのうち少なくとも１つがその突出方向に沿って移動可
能に設けられていることが望ましい。
一致する回転軸を持つよう前記主回転部の先端に回転可
能に取り付けられ、前記ワークに挿入されたときに当該
ワークに対して前記所定軸を位置固定するための先端回
転部を設けてもよい。ここで、前記先端回転部は、前記
基所定軸に直交する方向に突出する複数の突起を有し、
そのうち少なくとも１つがその突出方向に沿って移動可
能に設けられていることが望ましい。
【０００９】また、上記レーザ出射光学系では、中空モ
ータを用いて前記主回転部を前記基部に取り付けること
ができる。
ータを用いて前記主回転部を前記基部に取り付けること
ができる。
【００１０】また、上記レーザ出射光学系には、前記レ
ーザ光が照射される領域を撮像するために前記所定軸上
に配置された撮像手段と、前記光ファイバから出射され
る前記レーザ光を反射して前記所定軸上に導くととも
に、当該所定軸上をレーザ光の進行方向とは逆方向に進
む可視光を透過させて前記撮像手段に入射させる第１の
ミラーとを設けてもよい。
ーザ光が照射される領域を撮像するために前記所定軸上
に配置された撮像手段と、前記光ファイバから出射され
る前記レーザ光を反射して前記所定軸上に導くととも
に、当該所定軸上をレーザ光の進行方向とは逆方向に進
む可視光を透過させて前記撮像手段に入射させる第１の
ミラーとを設けてもよい。
【００１１】上記レーザ出射光学系の前記主回転部は、
具体的には、前記基部に回転可能に取り付けられる中空
の取付部と、該取付部に固定されたレンズセルと、略円
筒形状でその先端近傍の外周面に開口が形成され、前記
レンズセルに固定されるノズルと、該ノズルの内周面に
配設された第２のミラーとを有し、前記所定軸に沿って
進行する前記レーザ光の進行方向を、前記レンズセルに
よって前記第２のミラーに向かうように変更し、前記第
２のミラーで反射された前記レーザ光を前記開口から外
部へ出射させるようにしてある。ここで、前記第２の反
射ミラーは、所定方向に移動可能に前記ノズルに配設さ
れていることが望ましい。
具体的には、前記基部に回転可能に取り付けられる中空
の取付部と、該取付部に固定されたレンズセルと、略円
筒形状でその先端近傍の外周面に開口が形成され、前記
レンズセルに固定されるノズルと、該ノズルの内周面に
配設された第２のミラーとを有し、前記所定軸に沿って
進行する前記レーザ光の進行方向を、前記レンズセルに
よって前記第２のミラーに向かうように変更し、前記第
２のミラーで反射された前記レーザ光を前記開口から外
部へ出射させるようにしてある。ここで、前記第２の反
射ミラーは、所定方向に移動可能に前記ノズルに配設さ
れていることが望ましい。
【００１２】また、本発明によれば、光ファイバから出
射されるレーザ光を、前記光ファイバの先端に固定さ
れ、前記光ファイバから出射されるレーザ光を所定軸に
沿って出射させるための基部と、前記所定軸と平行な回
転軸を持つよう前記基部に回転可能に取り付けられ、前
記基部からの前記レーザ光を前記所定軸から離れる方向
に出射させるための主回転部とを有するレーザ出射光学
系に導き、前記基部を位置固定した状態で、前記主回転
部を回転させることにより、前記主回転部から出射され
るレーザ光の出射方向を回転変更しながら、ワークに前
記レーザ光を照射することを特徴とするレーザ加工方法
が得られる。
射されるレーザ光を、前記光ファイバの先端に固定さ
れ、前記光ファイバから出射されるレーザ光を所定軸に
沿って出射させるための基部と、前記所定軸と平行な回
転軸を持つよう前記基部に回転可能に取り付けられ、前
記基部からの前記レーザ光を前記所定軸から離れる方向
に出射させるための主回転部とを有するレーザ出射光学
系に導き、前記基部を位置固定した状態で、前記主回転
部を回転させることにより、前記主回転部から出射され
るレーザ光の出射方向を回転変更しながら、ワークに前
記レーザ光を照射することを特徴とするレーザ加工方法
が得られる。
【００１３】具体的には、このレーザ加工方法では、円
筒形状を有する前記ワークの内部に前記主回転部の少な
くとも一部を挿入し、前記基部を位置固定した状態で、
前記主回転部を回転させることにより、前記ワークの内
周面上に形成される前記レーザ光の集光スポットを周方
向に移動させる。
筒形状を有する前記ワークの内部に前記主回転部の少な
くとも一部を挿入し、前記基部を位置固定した状態で、
前記主回転部を回転させることにより、前記ワークの内
周面上に形成される前記レーザ光の集光スポットを周方
向に移動させる。
【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。
施の形態について詳細に説明する。
【００１５】図１に、本発明の一実施の形態によるレー
ザ出射光学系を示す。このレーザ出射光学系は、光ファ
イバ１１の先端に固定される基部１２と、基部１２に回
転可能に取り付けられた主回転部１３と、主回転部１３
の先端に回転可能に取り付けられた先端回転部１４とを
有している。
ザ出射光学系を示す。このレーザ出射光学系は、光ファ
イバ１１の先端に固定される基部１２と、基部１２に回
転可能に取り付けられた主回転部１３と、主回転部１３
の先端に回転可能に取り付けられた先端回転部１４とを
有している。
【００１６】基部１２には、光ファイバ１１のみなら
ず、このレーザ出射光学系によって形成される集光スポ
ットの周辺領域（加工領域）を目視観察するための撮像
装置、例えば、ＣＣＤカメラ１５が固定される。このた
め、基部１２は、光ファイバ１１からのレーザ光を所定
方向に向けて出射させるとともに、その方向から入射す
る可視光をＣＣＤカメラ１５に入射させるためのミラー
１６及び１７を備えている。また、基部１２は、主回転
部１３を回転可能に取り付けるための中空モータ１８を
備えている。そして、ミラー１６及び１７は、この基部
１２から出射されるレーザ光の光路の中心が、この中空
モータ１８の回転軸と一致するように配置されている。
なお、ＣＣＤカメラ１５としては、東芝製（φ７mm）や
東京電子工業製（φ１２mm）のものが利用できる。ま
た、中空モータ１８としては、新明和製のブラシレスＤ
Ｃモータ（フレームレスモータ）が使用できる。
ず、このレーザ出射光学系によって形成される集光スポ
ットの周辺領域（加工領域）を目視観察するための撮像
装置、例えば、ＣＣＤカメラ１５が固定される。このた
め、基部１２は、光ファイバ１１からのレーザ光を所定
方向に向けて出射させるとともに、その方向から入射す
る可視光をＣＣＤカメラ１５に入射させるためのミラー
１６及び１７を備えている。また、基部１２は、主回転
部１３を回転可能に取り付けるための中空モータ１８を
備えている。そして、ミラー１６及び１７は、この基部
１２から出射されるレーザ光の光路の中心が、この中空
モータ１８の回転軸と一致するように配置されている。
なお、ＣＣＤカメラ１５としては、東芝製（φ７mm）や
東京電子工業製（φ１２mm）のものが利用できる。ま
た、中空モータ１８としては、新明和製のブラシレスＤ
Ｃモータ（フレームレスモータ）が使用できる。
【００１７】主回転部１３は、中空モータ１８のロータ
に固定されてシャフトとして働く、中空の取付部１９
と、取付部１９に固定されたレンズセル２０と、レンズ
セル２０に固定されたノズル２１とを有している。
に固定されてシャフトとして働く、中空の取付部１９
と、取付部１９に固定されたレンズセル２０と、レンズ
セル２０に固定されたノズル２１とを有している。
【００１８】レンズセル２０は、円筒形のハウジング２
２と、ハウジング２２内に収容され、一定の広がり角を
持って入射するレーザ光を平行光に変換するためのリコ
リメートレンズ２３と、リコリメートレンズ２３により
平行光に変換されたレーザ光の進行方向を変えるための
プリズム２４と、プリズム２４を透過したレーザ光を集
光するフォーカスレンズ２５と、リコリメートレンズ２
３とプリズム２４との間に適切な距離を生じさせるため
のスペーサ２６と、プリズム２４とフォーカスレンズ２
５との間に適切な距離を生じさせるためのスペーサ２７
と、これらをハウジング２２内に固定するためのリング
ネジ２８とを有している。
２と、ハウジング２２内に収容され、一定の広がり角を
持って入射するレーザ光を平行光に変換するためのリコ
リメートレンズ２３と、リコリメートレンズ２３により
平行光に変換されたレーザ光の進行方向を変えるための
プリズム２４と、プリズム２４を透過したレーザ光を集
光するフォーカスレンズ２５と、リコリメートレンズ２
３とプリズム２４との間に適切な距離を生じさせるため
のスペーサ２６と、プリズム２４とフォーカスレンズ２
５との間に適切な距離を生じさせるためのスペーサ２７
と、これらをハウジング２２内に固定するためのリング
ネジ２８とを有している。
【００１９】ノズル２１は、略円筒形状を有している。
具体的には、ノズル２１は、レンズセル２０側の径が徐
々に小さくなる円錐形部分と、先端側の一定の径を有す
る円筒形部分とを有している。ノズル２１の円筒形部分
の外周面には、開口２９が形成されている。また、ノズ
ル２１の円筒部分の内面には、レンズセル２０からのレ
ーザ光を反射し、開口２９を通して出射させるミラー３
０が配設されている。このミラー３０は、図の上下方向
に沿って移動可能に設けられている。
具体的には、ノズル２１は、レンズセル２０側の径が徐
々に小さくなる円錐形部分と、先端側の一定の径を有す
る円筒形部分とを有している。ノズル２１の円筒形部分
の外周面には、開口２９が形成されている。また、ノズ
ル２１の円筒部分の内面には、レンズセル２０からのレ
ーザ光を反射し、開口２９を通して出射させるミラー３
０が配設されている。このミラー３０は、図の上下方向
に沿って移動可能に設けられている。
【００２０】先端回転部１４は、ノズル２１の先端に固
定される回転シャフト３１を有している。この回転シャ
フト３１の中心軸は、中空モータ１８の回転軸と一致す
る。また、先端回転部１４は、回転シャフト３１の中心
軸に直交する方向に向かって突出する複数の、好ましく
は３以上の、突起３２，３３を有している。そして、こ
れらの突起のうち、少なくとも一つ（本実施例では、突
起３３）は、突出方向に進退可能に設けられている。具
体的には、突起３３は、図２に示すように、所定方向に
移動可能に設けられ、スプリング３４によって回転シャ
フト３１側に向かって付勢されている。また、突起３３
の後端側は、ピストンを構成しており、そのシリンダに
ガスを注入することで、スプリング３４の反発力に打ち
勝って、突起３３を外周側に移動させることができる。
定される回転シャフト３１を有している。この回転シャ
フト３１の中心軸は、中空モータ１８の回転軸と一致す
る。また、先端回転部１４は、回転シャフト３１の中心
軸に直交する方向に向かって突出する複数の、好ましく
は３以上の、突起３２，３３を有している。そして、こ
れらの突起のうち、少なくとも一つ（本実施例では、突
起３３）は、突出方向に進退可能に設けられている。具
体的には、突起３３は、図２に示すように、所定方向に
移動可能に設けられ、スプリング３４によって回転シャ
フト３１側に向かって付勢されている。また、突起３３
の後端側は、ピストンを構成しており、そのシリンダに
ガスを注入することで、スプリング３４の反発力に打ち
勝って、突起３３を外周側に移動させることができる。
【００２１】次に、図１に戻り、このレーザ出射光学系
を用いて、パイプ状（円筒状）のワーク３５を溶接する
場合の動作について説明する。なお、通常、この種のレ
ーザ出射光学系は、ロボットアームに固定され、そのロ
ボットアームを動かすことでその位置制御が行なわれ
る。従って、本実施の形態によるレーザ出射光学系もそ
の基部１２がロボットアームに固定され、ロボットアー
ムを駆動制御することにより、その位置制御が行なわれ
るものとする。
を用いて、パイプ状（円筒状）のワーク３５を溶接する
場合の動作について説明する。なお、通常、この種のレ
ーザ出射光学系は、ロボットアームに固定され、そのロ
ボットアームを動かすことでその位置制御が行なわれ
る。従って、本実施の形態によるレーザ出射光学系もそ
の基部１２がロボットアームに固定され、ロボットアー
ムを駆動制御することにより、その位置制御が行なわれ
るものとする。
【００２２】まず、レーザ出射光学系の先端、即ち先端
回転部１４及びノズル２１の一部（主として円筒形部
分）をワーク３５の中に挿入する。このとき、先端回転
部１４の突起３３は、スプリング３４によって回転シャ
フト３１側に位置しているので、突起３２，３３が挿入
を妨げることはない。
回転部１４及びノズル２１の一部（主として円筒形部
分）をワーク３５の中に挿入する。このとき、先端回転
部１４の突起３３は、スプリング３４によって回転シャ
フト３１側に位置しているので、突起３２，３３が挿入
を妨げることはない。
【００２３】次に、図示しないアシストガス供給装置か
ら、ノズル２１内にアシストガスを供給する。ノズル２
１内に供給されたアシストガスは、主に開口２９から外
部へ流れ出しレーザ光による溶接をアシストするが、そ
の一方で、突起３３の後端に圧力を与える。その結果、
突起３３は外周側に突出して、その先端がワーク３５の
内周面に突き当たり、他の突起３２とともに先端回転部
１４をワーク３５に固定する。
ら、ノズル２１内にアシストガスを供給する。ノズル２
１内に供給されたアシストガスは、主に開口２９から外
部へ流れ出しレーザ光による溶接をアシストするが、そ
の一方で、突起３３の後端に圧力を与える。その結果、
突起３３は外周側に突出して、その先端がワーク３５の
内周面に突き当たり、他の突起３２とともに先端回転部
１４をワーク３５に固定する。
【００２４】次に、ＣＣＤカメラ１５で撮像した映像を
ディスプレイ等で確認しながら、ミラー３０を上下に移
動させて、集光スポットが所望の位置に形成されるよう
にする。あるいは、レーザ出射光学系全体を上下に移動
させて集光スポットが所望の位置に形成されるようにす
る。レーザ出射光学系全体を移動させる場合は、必要な
らアシストガスの圧力を低下させ、その後再び所定の圧
力に戻す。
ディスプレイ等で確認しながら、ミラー３０を上下に移
動させて、集光スポットが所望の位置に形成されるよう
にする。あるいは、レーザ出射光学系全体を上下に移動
させて集光スポットが所望の位置に形成されるようにす
る。レーザ出射光学系全体を移動させる場合は、必要な
らアシストガスの圧力を低下させ、その後再び所定の圧
力に戻す。
【００２５】次に、光ファイバ１１に接続された、図示
しない光発振器よりレーザ光を発振させる。光発振器か
らのレーザ光は、光ファイバ１１を通じて、このレーザ
出射光学系まで導かれ、その先端より出射される。光フ
ァイバ１１の先端より出射されたレーザ光は、ミラー１
６及び１７でそれぞれ反射されて、中空モータ１８の回
転軸上を進み、主回転部１３へと進入する。
しない光発振器よりレーザ光を発振させる。光発振器か
らのレーザ光は、光ファイバ１１を通じて、このレーザ
出射光学系まで導かれ、その先端より出射される。光フ
ァイバ１１の先端より出射されたレーザ光は、ミラー１
６及び１７でそれぞれ反射されて、中空モータ１８の回
転軸上を進み、主回転部１３へと進入する。
【００２６】光ファイバ１１から出射されたレーザ光
は、一定の広がり角を持って進行する。レンズセル２０
のリコリメートレンズ２３は、この広がり角を持つレー
ザ光を平行光に変換する。また、プリズム２４は、リコ
リメートレンズ２３からの平行光を屈折させてその進行
方向を変え、フォーカスレンズ２５を通過したレーザ光
がミラー３０に入射するようにする。また、フォーカス
レンズ２５は、ミラー３０で反射されたレーザ光がワー
クの内周面上に集光スポットを形成するように、プリズ
ムを通過したレーザ光を集光する。
は、一定の広がり角を持って進行する。レンズセル２０
のリコリメートレンズ２３は、この広がり角を持つレー
ザ光を平行光に変換する。また、プリズム２４は、リコ
リメートレンズ２３からの平行光を屈折させてその進行
方向を変え、フォーカスレンズ２５を通過したレーザ光
がミラー３０に入射するようにする。また、フォーカス
レンズ２５は、ミラー３０で反射されたレーザ光がワー
クの内周面上に集光スポットを形成するように、プリズ
ムを通過したレーザ光を集光する。
【００２７】レンズセル２０を通過したレーザ光は、ミ
ラー３０で反射され、ワーク３５の内周面上に集光スポ
ットを形成する。
ラー３０で反射され、ワーク３５の内周面上に集光スポ
ットを形成する。
【００２８】ここで、中空モータ１８を駆動すると、主
回転部１３のみが回転する。なぜなら、基部１２は上述
のようにロボットアームに固定されており、先端回転部
３５はワーク３５に固定されているからである（ワーク
３５は、図示しないワーク保持部により固定されている
とする）。この結果、集光スポットは、ワークの内周面
上を周方向に移動する。
回転部１３のみが回転する。なぜなら、基部１２は上述
のようにロボットアームに固定されており、先端回転部
３５はワーク３５に固定されているからである（ワーク
３５は、図示しないワーク保持部により固定されている
とする）。この結果、集光スポットは、ワークの内周面
上を周方向に移動する。
【００２９】溶接加工の様子は、ＣＣＤカメラ１５を通
してディスプレイ上で観察することができる。
してディスプレイ上で観察することができる。
【００３０】以上のようにして、本実施の形態によるレ
ーザ出射光学系では、パイプ状のワークの溶接加工を内
周側から行なうことができる。
ーザ出射光学系では、パイプ状のワークの溶接加工を内
周側から行なうことができる。
【００３１】なお、本発明は上記実施の形態に限定され
るものではなく、種々の変形が可能である。
るものではなく、種々の変形が可能である。
【００３２】例えば、光ファイバ１１は、必ずしもＣＣ
Ｄカメラと平行である必要はなく、図１に破線で示すよ
うに、基部１２の側面に取り付けるようんしてもよい。
このようにすることで、ミラー１６が不要になり、基部
１２の外径を小さくすることができる。
Ｄカメラと平行である必要はなく、図１に破線で示すよ
うに、基部１２の側面に取り付けるようんしてもよい。
このようにすることで、ミラー１６が不要になり、基部
１２の外径を小さくすることができる。
【００３３】また、主回転部１３を、図３に示すように
構成してもよい。即ち、リコリメートレンズ２３を基部
１２側（取付部１９）に設けるようにしてもよい。この
結果、レーザ光の広がりが抑えられるので、結果として
主回転部１３の外径を小さくすることができる。なお、
この場合、リコリメートレンズ２３は、例えば、テフロ
ンレンズ３６及びネジリング３７を用いて取付部１９に
固定される。
構成してもよい。即ち、リコリメートレンズ２３を基部
１２側（取付部１９）に設けるようにしてもよい。この
結果、レーザ光の広がりが抑えられるので、結果として
主回転部１３の外径を小さくすることができる。なお、
この場合、リコリメートレンズ２３は、例えば、テフロ
ンレンズ３６及びネジリング３７を用いて取付部１９に
固定される。
【００３４】また、図３に示すように、主回転部の取付
部１９とレンズセル２０との間に、円筒状のエクステン
ダ３８を着脱可能に設けることで、主回転部１３の長さ
を任意に変更することができる。この結果、主回転部１
３を内部に挿入できる内径を持つワークに対しては、エ
クステンダ３８を交換することにより、ワーク先端から
任意の深さ位置での溶接加工が可能になる。
部１９とレンズセル２０との間に、円筒状のエクステン
ダ３８を着脱可能に設けることで、主回転部１３の長さ
を任意に変更することができる。この結果、主回転部１
３を内部に挿入できる内径を持つワークに対しては、エ
クステンダ３８を交換することにより、ワーク先端から
任意の深さ位置での溶接加工が可能になる。
【００３５】
【発明の効果】本発明によれば、光ファイバが固定され
る基部に、主回転部を回転可能に取り付け、その主回転
部の外周面からレーザ光が出射されるようにしたこと
で、パイプ状のワークの内周面に集光スポットを形成す
ることができ、しかもその集光スポットを周方向に移動
させることができる。これにより、パイプ状パイ部条ワ
ークのに対する溶接等の加工を内周面側から行なうこと
ができる。
る基部に、主回転部を回転可能に取り付け、その主回転
部の外周面からレーザ光が出射されるようにしたこと
で、パイプ状のワークの内周面に集光スポットを形成す
ることができ、しかもその集光スポットを周方向に移動
させることができる。これにより、パイプ状パイ部条ワ
ークのに対する溶接等の加工を内周面側から行なうこと
ができる。
【図１】本発明の一実施の形態によるレーザ出射光学系
の構成図である。
の構成図である。
【図２】図１におけるＡ部の拡大図である。
【図３】図１のレーザ出射光学系の主回転部に代わる他
の構成示す図である。
の構成示す図である。
１１ 光ファイバ １２ 基部 １３ 主回転部 １４ 先端回転部 １５ ＣＣＤカメラ １６，１７ ミラー １８ 中空モータ １９ 取付部 ２０ レンズセル ２１ ノズル ２２ ハウジング ２３ リコリメートレンズ ２４ プリズム ２５ フォーカスレンズ ２６ スペーサ ２７ スペーサ ２８ リングネジ ２９ 開口 ３０ ミラー ３１ 回転シャフト ３２，３３ 突起 ３４ スプリング ３５ ワーク ３６ テフロンレンズ ３７ ネジリング ３８ エクステンダ
Claims (10)
- 【請求項１】 光ファイバの先端に取り付けられ、当該
光ファイバから出射されるレーザ光をワークに照射する
ためのレーザ出射光学系において、 前記光ファイバの先端に固定され、前記光ファイバから
出射されるレーザ光を所定軸に沿って出射させるための
基部と、 前記所定軸と平行な回転軸を持つよう前記基部に回転可
能に取り付けられ、前記基部からの前記レーザ光を前記
所定軸から離れる方向に出射させるための主回転部と、
を有し、前記基部を位置固定した状態で、前記主回転部
を回転させることにより、前記主回転部から出射される
レーザ光の出射方向を回転変更できるようにしたことを
特徴とするレーザ出射光学系。 - 【請求項２】 円筒形状を有する前記ワークの内部に前
記主回転部の少なくとも一部を挿入し、前記基部を位置
固定した状態で、前記主回転部を回転させることによ
り、前記ワークの内周面上に形成される前記レーザ光の
集光スポットを周方向に移動可能にしたことを特徴とす
る請求項１のレーザ出射光学系。 - 【請求項３】 前記所定軸に一致する回転軸を持つよう
前記主回転部の先端に回転可能に取り付けられ、前記ワ
ークに挿入されたときに当該ワークに対して前記所定軸
を位置固定するための先端回転部を有していることを特
徴とする請求項２のレーザ出射光学系。 - 【請求項４】 前記先端回転部が、前記基所定軸に直交
する方向に突出する複数の突起を有し、そのうち少なく
とも１つがその突出方向に沿って移動可能に設けられて
いることを特徴とする請求項３のレーザ出射光学系。 - 【請求項５】 前記主回転部が、中空モータを用いて前
記基部に取り付けられていることを特徴とする請求項
１，２，３または４のレーザ出射光学系。 - 【請求項６】 前記レーザ光が照射される領域を撮像す
るために前記所定軸上に配置された撮像手段と、前記光
ファイバから出射される前記レーザ光を反射して前記所
定軸上に導くとともに、当該所定軸上をレーザ光の進行
方向とは逆方向に進む光を透過させて前記撮像手段に入
射させる第１のミラーとを有していることを特徴とする
請求項１，２，３，４又は５のレーザ出射光学系。 - 【請求項７】 前記主回転部が、前記基部に回転可能に
取り付けられる中空の取付部と、該取付部に固定された
レンズセルと、略円筒形状でその先端近傍の外周面に開
口が形成され、前記レンズセルに固定されるノズルと、
該ノズルの内周面に配設された第２のミラーとを有し、
前記所定軸に沿って進行する前記レーザ光の進行方向
を、前記レンズセルによって前記第２のミラーに向かう
ように変更し、前記第２のミラーで反射された前記レー
ザ光を前記開口から外部へ出射させるようにしたことを
特徴とする請求項１，２，３，４，５又は６のレーザ出
射光学系。 - 【請求項８】 前記第２の反射ミラーが所定方向に移動
可能に前記ノズルに配設されていることを特徴とする請
求項７のレーザ出射光学系。 - 【請求項９】 光ファイバから出射されるレーザ光を、
前記光ファイバの先端に固定され、前記光ファイバから
出射されるレーザ光を所定軸に沿って出射させるための
基部と、前記所定軸と平行な回転軸を持つよう前記基部
に回転可能に取り付けられ、前記基部からの前記レーザ
光を前記所定軸から離れる方向に出射させるための主回
転部とを有するレーザ出射光学系に導き、 前記基部を位置固定した状態で、前記主回転部を回転さ
せることにより、前記主回転部から出射されるレーザ光
の出射方向を回転変更しながら、ワークに前記レーザ光
を照射することを特徴とするレーザ加工方法。 - 【請求項１０】 円筒形状を有する前記ワークの内部に
前記主回転部の少なくとも一部を挿入し、前記基部を位
置固定した状態で、前記主回転部を回転させることによ
り、前記ワークの内周面上に形成される前記レーザ光の
集光スポットを周方向に移動させることを特徴とする請
求項９のレーザ加工方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000079496A JP2001259877A (ja) | 2000-03-22 | 2000-03-22 | レーザ出射光学系及びレーザ加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000079496A JP2001259877A (ja) | 2000-03-22 | 2000-03-22 | レーザ出射光学系及びレーザ加工方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001259877A true JP2001259877A (ja) | 2001-09-25 |
Family
ID=18596738
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000079496A Pending JP2001259877A (ja) | 2000-03-22 | 2000-03-22 | レーザ出射光学系及びレーザ加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001259877A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1477264A1 (en) * | 2003-05-16 | 2004-11-17 | Lasag Ag | Apparatus for generating a rotating laser beam |
| WO2006114445A1 (de) * | 2005-04-28 | 2006-11-02 | Sms Elotherm Gmbh | Vorrichtung und verfahren zum behandeln von zylindrisch geformten flächen mittels eines im wesentlichen kreisrunden querschnitt aufweisenden laserstrahls |
| WO2006114446A1 (de) * | 2005-04-28 | 2006-11-02 | Sms Elotherm Gmbh | Vorrichtung und verfahren zum behandeln von flächen metallischer bauelemente mittels laserstrahls mit einer lichtdurchlässigen umlenkeinheit |
| WO2008015727A1 (fr) * | 2006-07-31 | 2008-02-07 | Ihi Corporation | Plaque de renfort de rigidité et procédé de production de celle-ci |
| CN102179629A (zh) * | 2011-03-21 | 2011-09-14 | 中国科学院力学研究所 | 内燃机缸套内壁激光刻蚀系统及加工方法 |
| CN102179630A (zh) * | 2011-04-01 | 2011-09-14 | 江苏大学 | 发动机气缸表面激光微加工装置及加工方法 |
| CN102198564A (zh) * | 2011-06-10 | 2011-09-28 | 重庆长安汽车股份有限公司 | 一种用于表面微造型的旋转激光头系统 |
| US8723786B2 (en) | 2009-04-22 | 2014-05-13 | Japan Display West Inc. | Liquid crystal display device, and method of driving liquid crystal display device |
| JP6977191B1 (ja) * | 2021-03-19 | 2021-12-08 | 株式会社東京精密 | レーザ加工装置 |
-
2000
- 2000-03-22 JP JP2000079496A patent/JP2001259877A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| EP1477264A1 (en) * | 2003-05-16 | 2004-11-17 | Lasag Ag | Apparatus for generating a rotating laser beam |
| WO2004101212A1 (en) * | 2003-05-16 | 2004-11-25 | Lasag Ag | Apparatus for generating a rotating laser beam |
| US7399946B2 (en) | 2003-05-16 | 2008-07-15 | Lasag Ag | Apparatus for generating a rotating laser beam |
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| JP6977191B1 (ja) * | 2021-03-19 | 2021-12-08 | 株式会社東京精密 | レーザ加工装置 |
| JP2022144377A (ja) * | 2021-03-19 | 2022-10-03 | 株式会社東京精密 | レーザ加工装置 |
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|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
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