JP2001287071A - Laser beam machining device - Google Patents
Laser beam machining deviceInfo
- Publication number
- JP2001287071A JP2001287071A JP2000101850A JP2000101850A JP2001287071A JP 2001287071 A JP2001287071 A JP 2001287071A JP 2000101850 A JP2000101850 A JP 2000101850A JP 2000101850 A JP2000101850 A JP 2000101850A JP 2001287071 A JP2001287071 A JP 2001287071A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- liquid
- laser
- laser beam
- reflecting mirror
- laser light
- 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.)
- Withdrawn
Links
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ光と液体ビ
ームとを重畳して被加工材の加工を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 for processing a workpiece by superposing a laser beam and a liquid beam.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来より、レーザ光と高圧ウォータジェ
ット等の高圧の液体ビームとを重畳して被加工材に当て
ることにより、該被加工材を切断加工等するレーザ加工
装置が知られている。2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known a laser processing apparatus which cuts a workpiece by superposing a laser beam and a high-pressure liquid beam such as a high-pressure water jet on the workpiece. .
【０００３】従来のこの種のレーザ加工装置としては、
例えば特公平２−１６２１号公報に記載されているよう
な、出射ノズルに液体流路を連通させ、該液体流路から
高圧の液体を上記ノズルに供給して該ノズルから液体ビ
ームを出射させると共に、上記液体流路を形成する流路
壁の内上記ノズルの中心軸上であって該ノズルの後方部
分を収束レンズで構成し、レーザ光をこの収束レンズ、
上記液体流路および上記ノズルを通して液体ビームの中
に入射し、この液体ビームと一緒に被加工材に当てて加
工するようにしたものや、特表平１０−５００９０３号
公報に記載されているように、出射ノズルに液体流路を
連通させ、該液体流路から高圧の液体を上記ノズルに供
給して該ノズルから液体ビームを出射させると共に、上
記液体流路を形成する流路壁の内上記ノズルの中心軸上
であって該ノズルの後方部分をガラス板で構成し、該ガ
ラス板の外側に収束レンズを配設し、レーザ光をこの収
束レンズ、上記ガラス板、上記液体流路および上記ノズ
ルを通して液体ビームの中に入射し、この液体ビームと
一緒に被加工材に当てて加工するようにしたものが知ら
れている。[0003] As a conventional laser processing apparatus of this type,
For example, as described in Japanese Patent Publication No. 2-1621, a liquid flow path is communicated with an emission nozzle, high-pressure liquid is supplied to the nozzle from the liquid flow path, and a liquid beam is emitted from the nozzle. A convergent lens on a central axis of the nozzle and a rear part of the nozzle in a flow path wall forming the liquid flow path, and converging the laser light with the convergent lens;
As described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-500903, the liquid beam is incident on the liquid beam through the liquid flow path and the nozzle, and is processed together with the liquid beam. A liquid flow path is communicated with the emission nozzle, and a high-pressure liquid is supplied from the liquid flow path to the nozzle to emit a liquid beam from the nozzle, and the inner wall of the flow path wall forming the liquid flow path The rear portion of the nozzle is formed of a glass plate on the central axis of the nozzle, and a converging lens is disposed outside the glass plate. The converging lens, the glass plate, the liquid flow path, and the 2. Description of the Related Art There is known a liquid beam which enters a liquid beam through a nozzle and is applied to a workpiece together with the liquid beam.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
なレーザ加工装置においては、液体ビームの圧が高いほ
ど加工能力が高くなり、従って、より高圧の液体ビーム
を出射させたいという要請がある。By the way, in the above-mentioned laser processing apparatus, there is a demand that the higher the pressure of the liquid beam, the higher the processing capability, and that it is necessary to emit a higher-pressure liquid beam.
【０００５】しかしながら、上記従来のレーザ加工装置
は、いずれも液体ビーム出射用のノズルに連通する液体
流路の中にレーザ光を入射させて液体ビームの中を通し
て液体ビームと一緒に被加工材に当てるようにしている
ので、液体流路壁の一部をレンズやガラス板等のレーザ
光を透過させる透明部材で構成する必要があり、これら
のレンズやガラス板等の透明部材は通常脆性材であって
強度が低く、その結果液体流路中の液体にかけることの
できる圧力はこれらの透明部材の強度によって制限さ
れ、より高圧の液体ビームを生成することが困難である
という問題を有している。However, in the conventional laser processing apparatuses, the laser beam is incident on a liquid flow path communicating with a nozzle for emitting a liquid beam, and the laser beam passes through the liquid beam to the workpiece together with the liquid beam. It is necessary to configure a part of the liquid flow path wall with a transparent member such as a lens or a glass plate that transmits laser light, and the transparent member such as a lens or a glass plate is usually made of a brittle material. The strength of these transparent members is limited by the strength of these transparent members, making it difficult to generate a higher pressure liquid beam. I have.
【０００６】また、それらの透明部材は脆性材であるこ
とから、種々の原因により破損する虞が考えられ、仮に
破損すると高圧水が飛散し、装置広範囲の損傷につなが
るという問題も有している。Further, since these transparent members are brittle materials, they may be damaged due to various causes. If the members are broken, high-pressure water is scattered, which causes a problem that the device is damaged in a wide range. .
【０００７】本発明の目的は、上記事情に鑑み、上記の
ような透明部材の強度によって制限されることなくより
高圧の液体ビームを生成することのできるレーザ加工装
置を提供することにある。An object of the present invention is to provide a laser processing apparatus capable of generating a higher-pressure liquid beam without being limited by the strength of the transparent member as described above.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明にかかるレーザ加
工装置は、上記目的を達成するため、レーザ光と液体ビ
ームとを重畳して被加工材に当てることにより該被加工
材の加工を行うレーザ加工装置であって、上記レーザ光
を出射するレーザ光出射手段と、上記液体ビームを出射
する液体ビーム出射手段と、上記レーザ光出射手段から
出射されたレーザ光を反射させる反射面と、上記液体ビ
ーム出射手段から出射された液体ビームを通過させる通
過路とを有し、該通過路の出口開口が上記反射面に形成
された反射鏡とを備え、上記液体ビームを上記通過路を
通して上記反射面に形成された出口開口から出させると
共に、上記レーザ光を上記反射面の上記出口開口の周囲
で上記液体ビームの進行方向に向けて反射させ該液体ビ
ーム上で収束させるように構成したことを特徴とする。In order to achieve the above object, a laser processing apparatus according to the present invention processes a workpiece by superimposing a laser beam and a liquid beam on a workpiece. A laser processing apparatus, comprising: a laser beam emitting unit that emits the laser beam; a liquid beam emitting unit that emits the liquid beam; a reflecting surface that reflects the laser beam emitted from the laser beam emitting unit; A passage through which the liquid beam emitted from the liquid beam exit means passes; and a reflecting mirror having an exit opening of the passage formed on the reflection surface, and reflecting the liquid beam through the passage. The laser light is emitted from an exit opening formed in the surface, and the laser light is reflected toward the traveling direction of the liquid beam around the exit opening of the reflection surface and converged on the liquid beam. Characterized by being configured.
【０００９】上記レーザ加工装置においては、上記反射
鏡よりも上記レーザ光の進行方向後方側に上記レーザ光
を収束させる収束レンズを設け、上記反射面にこの収束
レンズを通過した収束途中のレーザ光を入射させること
により、上記反射面で反射したレーザ光を収束させるよ
うに構成することができる。In the laser processing apparatus, a converging lens for converging the laser light is provided on the rear side of the reflecting mirror in the traveling direction of the laser light, and the converging laser light passing through the converging lens is provided on the reflecting surface. , The laser beam reflected by the reflection surface can be converged.
【００１０】また、上記レーザ加工装置においては、上
記反射鏡よりも上記レーザ光の進行方向前方側に、上記
レーザ光を収束させる収束レンズであって、上記液体ビ
ームを通過させる通過路を有する収束レンズを設け、上
記反射面により反射したレーザ光をこの収束レンズを通
過させることにより収束させるように構成することがで
きる。In the above laser processing apparatus, a converging lens for converging the laser light ahead of the reflecting mirror in the direction of travel of the laser light, the converging lens having a passage for passing the liquid beam. A lens may be provided so that the laser light reflected by the reflecting surface is converged by passing through the converging lens.
【００１１】また、上記レーザ加工装置においては、上
記反射鏡として凹面反射鏡を用い、該反射鏡の凹状反射
面でレーザ光を反射させることにより、該反射面で反射
したレーザ光を収束させるように構成することができ
る。In the laser processing apparatus, a concave reflecting mirror is used as the reflecting mirror, and the laser light reflected by the concave reflecting surface of the reflecting mirror converges the laser light reflected by the reflecting surface. Can be configured.
【００１２】[0012]
【発明の効果】本発明のレーザ加工装置は、従来のよう
に出射ノズルに高圧液体を供給するための液体流路中に
レーザ光を入射させて該レーザ光を液体ビームの中を通
すようにするのではなく、反射鏡に液体ビームの通過路
を形成し、液体ビームをこの通過路を通して反射面に形
成した出口開口から出させると共に反射面の出口開口周
囲でレーザ光を液体ビームの進行方向に向けて反射させ
て液体ビーム上で収束させるようにしたので、液体通路
壁にレーザ光を通過させるためのレンズやガラス板等の
透明部材を設ける必要が無く、従ってそのような透明部
材による圧力制約が無く、ノズルから出射する前の液体
に所望の高圧を付与することができ、それによってより
高圧の液体ビームを生成することができ、より高い加工
能力を実現できる。According to the laser processing apparatus of the present invention, as in the prior art, a laser beam is made to enter a liquid flow path for supplying a high-pressure liquid to an emission nozzle so that the laser beam passes through a liquid beam. Instead, a passage for the liquid beam is formed in the reflecting mirror, the liquid beam is made to exit from the exit opening formed in the reflection surface through this passage, and the laser beam is directed around the exit opening of the reflection surface in the traveling direction of the liquid beam. The laser beam is reflected toward and converged on the liquid beam, so there is no need to provide a transparent member such as a lens or a glass plate for transmitting the laser beam on the liquid passage wall. There is no restriction, and a desired high pressure can be applied to the liquid before exiting from the nozzle, whereby a higher-pressure liquid beam can be generated and higher processing capability can be realized.
【００１３】[0013]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施の形態について詳細に説明する。図１は本発明に
係るレーザ加工装置の第１実施形態を示す図である。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a view showing a first embodiment of a laser processing apparatus according to the present invention.
【００１４】図示のレーザ加工装置は、レーザ光Ｌを出
射するレーザ光出射手段２と、該レーザ光出射手段２か
ら出射されたレーザ光Ｌを大径化するビームエクスパン
ダ４と、該ビームエクスパンダ４を通ったレーザ光Ｌを
収束させる収束レンズ６と、該収束レンズ６を通った収
束途中のレーザ光Ｌを反射させる反射鏡８と、液体ビー
ムＢを出射する液体ビーム出射手段１０とを備えてな
る。The illustrated laser processing apparatus includes a laser beam emitting unit 2 for emitting a laser beam L, a beam expander 4 for increasing the diameter of the laser beam L emitted from the laser beam emitting unit 2, and a beam expander 4. A converging lens 6 for converging the laser beam L passing through the panda 4, a reflecting mirror 8 for reflecting the laser beam L passing through the converging lens 6 and being converged, and a liquid beam emitting unit 10 for emitting a liquid beam B Be prepared.
【００１５】上記レーザ光出射手段２としてはＹＡＧレ
ーザ、ヨウ素レーザあるいは炭酸ガスレーザ等のレーザ
発振器を使用することができる。上記レーザ光としては
例えば出力５００Ｗで波長１．０６μｍのレーザ光を使
用することができる。As the laser beam emitting means 2, a laser oscillator such as a YAG laser, an iodine laser or a carbon dioxide laser can be used. As the laser light, for example, a laser light having an output of 500 W and a wavelength of 1.06 μm can be used.
【００１６】上記ビームエクスパンダ４は、レーザ光Ｌ
の径を大きくすることによって後述する反射面上の出口
開口１２ａによるレーザ光の散乱損失を小さくするため
のものであり、上記レーザ光出射手段２から出射される
レーザ光Ｌの中心軸Ｌａにビームエクスパンダ４の光軸
を一致させて配設されている。The beam expander 4 outputs the laser light L
Is to reduce the scattering loss of the laser light due to the outlet opening 12a on the reflecting surface, which will be described later, by increasing the diameter of the laser light. The expanders 4 are arranged so that their optical axes coincide with each other.
【００１７】上記収束レンズ６は、石英製のレンズであ
って、その光軸を上記レーザ光の中心軸Ｌａに一致させ
た状態て有底角筒状のハウジング１１の側壁１１ａに配
設され、ビームエクスパンダ４により大径化されたレー
ザ光Ｌを収束させる。The convergent lens 6 is a quartz lens, and is disposed on the side wall 11a of the bottomed rectangular cylindrical housing 11 with its optical axis aligned with the center axis La of the laser beam. The laser beam L enlarged in diameter by the beam expander 4 is converged.
【００１８】上記反射鏡８は、高強度モリブデン製の反
射鏡であって、反射面８ａが平面である平面反射鏡であ
り、上記収束レンズ６の光軸（上記レーザ光の中心軸Ｌ
ａ）に対して４５度傾けてかつ反射面８ａを収束レンズ
６側に向けた状態で、上記ハウジング１１の上部に配設
されている。また、この反射鏡８は、上記収束レンズ６
に対して、該収束レンズ６を通過したレーザ光Ｌが収束
する前の位置に、つまり収束レンズ６を通過した収束途
中のレーザ光Ｌを受けて該レーザ光Ｌを反射させる位置
に配設されている。The reflecting mirror 8 is a reflecting mirror made of high-intensity molybdenum, is a plane reflecting mirror having a flat reflecting surface 8a, and has an optical axis of the converging lens 6 (a central axis L of the laser beam).
It is arranged on the upper part of the housing 11 in a state where it is inclined at 45 degrees with respect to a) and the reflecting surface 8a faces the converging lens 6 side. The reflecting mirror 8 is provided with the converging lens 6.
Is located at a position before the laser light L passing through the converging lens 6 converges, that is, at a position where the laser light L passing through the converging lens 6 and being converged is reflected. ing.
【００１９】また、この反射鏡８には上記液体ビームＢ
を通過させる通過路１２が形成されている。この通過路
１２は、上記レーザ光出射手段２から出射されるレーザ
光の中心軸Ｌａに対して垂直な方向に直線状に貫通させ
て形成され、直径が液体ビームＢの直径よりも大径に形
成され（本実施形態では後述するように液体ビームＢの
直径が０．２ｍｍであるのに対し、通過路１２の直径は
１ｍｍに設定されている）、かつ液体ビームＢが中を通
って出てくる出口開口１２ａが反射面８ａに形成されて
いると共に、この出口開口１２ａは上記レーザ光の中心
軸Ｌａ上に位置せしめられている。つまり、上記通過路
１２はその中心軸１２ｂが上記レーザ光の中心線Ｌａと
交差する位置に形成されている。The reflecting mirror 8 has the liquid beam B
Is formed. The passage 12 is formed so as to linearly penetrate the laser beam emitted from the laser beam emitting means 2 in a direction perpendicular to the central axis La, and has a diameter larger than the diameter of the liquid beam B. (In this embodiment, the diameter of the passage 12 is set to 1 mm while the diameter of the liquid beam B is 0.2 mm as described later), and the liquid beam B exits through the inside. An exit opening 12a is formed in the reflection surface 8a, and the exit opening 12a is located on the center axis La of the laser light. That is, the passage 12 is formed at a position where the center axis 12b intersects the center line La of the laser beam.
【００２０】上記反射鏡８の上方には上記液体ビーム出
射手段１０が配設されている。該液体ビーム出射手段１
０は、出射ノズル１０ａからビーム直径約０．２ｍｍの
液体ビーム（高圧ウォータジェット）Ｂを出射するもの
であり、液体ビームＢの中心軸Ｂａが上記通過路１２の
中心軸１２ｂと一致するように該通過路１２に対して位
置決めされている。The liquid beam emitting means 10 is provided above the reflecting mirror 8. The liquid beam emitting means 1
Numeral 0 denotes a liquid beam (high-pressure water jet) B having a beam diameter of about 0.2 mm emitted from the emission nozzle 10a such that the center axis Ba of the liquid beam B coincides with the center axis 12b of the passage 12 described above. It is positioned with respect to the passage 12.
【００２１】上記ハウジングの底壁１１ｂには上記通過
路の中心軸１２ｂと交わる位置に出口孔１１ｃが形成さ
れ、該出口孔１１ｃには加工ノズル１４が配設されてい
る。An outlet hole 11c is formed in the bottom wall 11b of the housing at a position intersecting with the center axis 12b of the passage, and a processing nozzle 14 is provided in the outlet hole 11c.
【００２２】上記反射鏡８は、上述のようにレーザ光の
中心軸Ｌａに対して反射面８ａを４５度傾けて配設さ
れ、かつ通過路１２がその中心軸１２ｂがレーザ光の中
心軸Ｌａと垂直であってその出口開口１２ａがレーザ光
の中心軸Ｌａ上に位置するように設定されており、また
液体ビームＢはその中心軸Ｂａが通過路の中心軸１２ｂ
とほぼ一致するように出射されるので、上記レーザ光出
射手段２から出射されビームエクスパンダ４で大径化さ
れて収束レンズ６に入射したレーザ光Ｌは、該収束レン
ズ６による収束作用を受けると共に収束途中で上記反射
鏡８により上記通過路の中心軸１２ｂ方向に向けて反射
され、反射されたレーザ光Ｌは、液体ビームＢを中心と
してその周りから液体ビームＢと同方向に進むと共に徐
々に径が細くなって液体ビームＢ上（通過路の中心軸１
２ｂ上）にて上記加工ノズル１４の外側位置で収束し、
該収束位置で液体ビームＢと結合する。The reflecting mirror 8 is disposed such that the reflecting surface 8a is inclined by 45 degrees with respect to the center axis La of the laser beam as described above, and the passage 12 has its center axis 12b set to the center axis La of the laser beam. And the exit opening 12a is set so as to be located on the center axis La of the laser beam, and the liquid beam B has its center axis Ba set to the center axis 12b of the passage.
Therefore, the laser light L emitted from the laser light emitting means 2 and having a large diameter by the beam expander 4 and incident on the converging lens 6 is subjected to a converging action by the converging lens 6. During the convergence, the laser beam L reflected by the reflecting mirror 8 in the direction of the central axis 12b of the passage is reflected by the reflecting mirror 8, and the reflected laser beam L is gradually moved from the periphery thereof in the same direction as the liquid beam B. The diameter becomes smaller on the liquid beam B (the central axis 1 of the passage).
2b) converges at a position outside the processing nozzle 14,
The light beam B is combined with the liquid beam B at the convergence position.
【００２３】上記レーザ加工装置においては、この液体
ビームＢとレーザ光Ｌとの結合位置に被加工材１６を位
置させ、被加工材１６に収束したレーザ光Ｌと液体ビー
ムＢとを一緒に当てることにより該被加工材１６の加工
を行う。例えば、被加工材１６の一例である厚さ０．５
ｍｍの薄いガラス板に上記収束したレーザ光Ｌと液体ビ
ームＢとを結合させて一緒に当てながら該ガラス板を上
記液体ビームの中心軸Ｂａに対して略垂直な面内で移動
させることにより、該ガラス板の切断加工が行われる。In the laser processing apparatus, the workpiece 16 is positioned at the position where the liquid beam B and the laser beam L are combined, and the laser beam L and the liquid beam B converged on the workpiece 16 are applied together. Thus, the workpiece 16 is processed. For example, a thickness of 0.5 which is an example of the workpiece 16
By moving the glass plate in a plane substantially perpendicular to the center axis Ba of the liquid beam while combining and applying the converged laser light L and the liquid beam B to a thin glass plate of The glass plate is cut.
【００２４】上記ビームエクスパンダ４と収束レンズ６
との間であってレーザ光Ｌの光路上には、該レーザ光の
中心軸Ｌａに対して４５度傾けて波長選択ミラー１８が
配設されている。このミラー１８は、上記レーザ光Ｌは
透過させるが自然光は反射させる波長選択膜が収束レン
ズ６側の面１８ａに形成されており、その上方にはＣＣ
Ｄカメラ等の観察カメラ２０が配設され、上記反射鏡８
および波長選択ミラー１８を介して上記加工ノズル１４
近傍を観察可能に構成されている。この様な構成によ
り、レーザ光Ｌの照射に支障を生じさせることなく、波
長選択ミラー１８および反射鏡８を介して加工ノズル１
４周辺の状態を観察カメラ２０で撮像して観察すること
ができ、この観察の結果レーザ光Ｌの収束位置と液体ビ
ームＢとの間に位置ずれが生じている場合には、図示し
ないＸ−Ｙテーブルによって液体ビーム出射手段１０を
上記通過路の軸線１２ｂに垂直な面内で適宜移動させる
ことにより液体ビームＢの位置を調節し、該液体ビーム
Ｂの位置とレーザ光Ｌの収束位置とを合致させることが
できる。また、レーザ光Ｌの収束位置と液体ビームＢと
の位置合わせされている状態において液体ビームＢが加
工ノズル１４の中心に位置しない場合には、図示しない
駆動手段により加工ノズル１４を同じく通過路の中心軸
１２ｂに垂直な面内で移動させて液体ビームＢを加工ノ
ズル１４の中心に位置させるように調整することができ
る。The beam expander 4 and the converging lens 6
A wavelength selection mirror 18 is disposed on the optical path of the laser light L at an angle of 45 degrees with respect to the center axis La of the laser light. The mirror 18 has a wavelength selection film formed on the surface 18a on the side of the converging lens 6 for transmitting the laser light L but reflecting natural light.
An observation camera 20 such as a D camera is provided,
And the processing nozzle 14 via the wavelength selection mirror 18
The vicinity is configured to be observable. With such a configuration, the processing nozzle 1 can be irradiated via the wavelength selection mirror 18 and the reflection mirror 8 without causing any trouble in the irradiation of the laser beam L.
The surroundings of the laser beam L can be imaged and observed by the observation camera 20, and if a position shift occurs between the convergence position of the laser beam L and the liquid beam B as a result of this observation, an X- The position of the liquid beam B is adjusted by appropriately moving the liquid beam emitting means 10 in a plane perpendicular to the axis 12b of the passage by the Y table, and the position of the liquid beam B and the convergence position of the laser beam L are adjusted. Can be matched. Further, when the liquid beam B is not located at the center of the processing nozzle 14 in a state where the convergence position of the laser beam L and the liquid beam B are aligned, the driving nozzle (not shown) moves the processing nozzle 14 to the The liquid beam B can be adjusted so as to be positioned at the center of the processing nozzle 14 by moving in a plane perpendicular to the central axis 12b.
【００２５】また、上記ハウジング１１はその内部がほ
ぼ密閉された状態になっており、側壁１１ａにガス吹込
口２２が設けられ、この吹込口２２からガスを所定圧力
で注入可能に構成されている。この様にハウジング１０
内に所定圧力でガスを吹き込むことにより、ハウジング
１１内を常に正圧に保つことができる。上記液体ビーム
Ｂは被加工材１６に当たって跳ね返りその際跳ね返った
高圧水が上記加工ノズル１４からハウジング１１内に入
り込む可能性があり、跳ね返った高圧水がハウジング１
１内に入り込むと水滴が反射面８ａに付着してレーザ光
照射に悪影響を及ぼす虞があるが、上記ハウジング１１
内にガスを注入してハウジング１１内を正圧に保つこと
により、被加工材１６に当たって跳ね返った高圧水が加
工ノズル１４からハウジング１１内に入るのを抑制する
ことができる。また、このようにハウジング１１内を正
圧に保つことにより液体ビームＢの広がりを抑制するこ
ともできる。The inside of the housing 11 is substantially sealed, and a gas inlet 22 is provided in the side wall 11a, so that gas can be injected from the inlet 22 at a predetermined pressure. . Thus, the housing 10
By blowing gas at a predetermined pressure into the inside, the inside of the housing 11 can always be maintained at a positive pressure. The liquid beam B hits the workpiece 16 and rebounds. At that time, there is a possibility that the high-pressure water that rebounds may enter the housing 11 from the processing nozzle 14.
1 may cause water droplets to adhere to the reflection surface 8a and adversely affect laser beam irradiation.
By keeping the inside of the housing 11 at a positive pressure by injecting gas into the inside, it is possible to suppress the high-pressure water that has bounced off the workpiece 16 from entering the housing 11 from the processing nozzle 14. In addition, by maintaining the inside of the housing 11 at a positive pressure, the spread of the liquid beam B can be suppressed.
【００２６】次に、本発明の第２実施形態について、そ
の要部を示す図２を参照しながら説明する。Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
【００２７】この第２実施形態は、図１に示す第１実施
形態と比較すると、第１実施形態における収束レンズ６
を備えておらず、ハウジング側壁１１ａの第１実施形態
において収束レンズ６が設けられていた位置にレーザ光
Ｌを透過させるガラス板３０が配設され、上記反射鏡８
よりもレーザ光Ｌの進行方向前方側に収束レンズ３２を
設けた点が異なり、それ以外の点については第１実施形
態と同様に構成されている。即ち、第１実施形態では反
射鏡８に入射する前に収束レンズ６でレーザ光Ｌを収束
させるようにしていたが、この第２実施形態ではレーザ
光Ｌを反射鏡８により反射された後に収束レンズ３２で
収束させるようにしたものであり、上記収束レンズ３２
は、ハウジング１１内において反射鏡８よりもレーザ光
Ｌの進行方向前方側に、該レンズ３２の光軸を上記反射
鏡８で反射されたレーザ光Ｌの中心軸に一致させて（反
射鏡８に形成されている液体ビームＢの通過路１２の中
心軸１２ｂと一致させて）配設されると共に、該収束レ
ンズ３２には上記液体ビームＢが通過する通過路３２ａ
が、該通過路３２ａの中心軸３２ｂを上記反射鏡の通過
路の中心軸１２ｂに一致させて形成されている。かかる
構成により、反射鏡８で反射されたレーザ光Ｌは収束レ
ンズの通過路３２ａを通って出てきた液体ビームＢを中
心としてその周りから液体ビームＢと同方向に進むと共
に徐々に径が細くなって液体ビームＢ上（通過路の中心
軸１２ｂ上）にて上記加工ノズル１４の外側位置で収束
し、該収束位置で液体ビームＢと結合する。The second embodiment is different from the first embodiment shown in FIG. 1 in that the convergent lens 6 in the first embodiment is used.
Is provided, a glass plate 30 for transmitting the laser beam L is provided at a position where the converging lens 6 is provided in the first embodiment of the housing side wall 11a, and the reflecting mirror 8 is provided.
The point that the converging lens 32 is provided on the forward side in the traveling direction of the laser light L is different from that of the first embodiment, and the other points are configured similarly to the first embodiment. That is, in the first embodiment, the laser beam L is converged by the converging lens 6 before entering the reflecting mirror 8, but in the second embodiment, the laser beam L is converged after being reflected by the reflecting mirror 8. The light is converged by the lens 32, and the convergent lens 32
In the housing 11, the optical axis of the lens 32 coincides with the central axis of the laser light L reflected by the reflecting mirror 8 on the front side of the reflecting mirror 8 in the traveling direction of the laser light L (reflecting mirror 8). (Which is coincident with the central axis 12b of the passage 12 for the liquid beam B), and the converging lens 32 has a passage 32a through which the liquid beam B passes.
Are formed such that the central axis 32b of the passage 32a coincides with the central axis 12b of the passage of the reflector. With this configuration, the laser beam L reflected by the reflecting mirror 8 travels in the same direction as the liquid beam B from around the liquid beam B coming out through the passage 32a of the converging lens and gradually becomes smaller in diameter. As a result, the laser beam converges on the liquid beam B (on the center axis 12b of the passage) at a position outside the processing nozzle 14, and is combined with the liquid beam B at the converging position.
【００２８】次に、本発明の第３実施形態について、そ
の要部を示す図３を参照しながら説明する。Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
【００２９】この第３実施形態は、図１に示す第１実施
形態と比較すると、第１実施形態における収束レンズ６
を備えておらず、ハウジング側壁１１ａの第１実施形態
において収束レンズ６が設けられていた位置にレーザ光
Ｌを透過させるガラス板３０が配設され、かつ、第１実
施形態では反射面８ａが平面状の平面反射鏡８を用いて
いたが、その平面反射鏡８に代えて、凹面（軸はづし放
物面）状の反射面３４ａを有する凹面反射鏡３４を使用
している点が第１実施形態と異なり、それ以外の点につ
いては第１実施形態と同様に構成されている。即ち、第
１実施形態では収束レンズ６でレーザ光Ｌを収束させる
ようにしていたが、この第３実施形態では収束レンズ６
を使用せず、凹面反射鏡３４を使用し、これによってレ
ーザ光Ｌを反射させると共に収束させるように構成して
いる。勿論、凹状反射面３２ａは、反射したレーザ光Ｌ
が液体ビームＢを中心としてその周りから液体ビームＢ
と同方向に進むと共に徐々に径が細くなって液体ビーム
Ｂ上（通過路の中心軸１２ｂ上）にて上記加工ノズル１
４の外側位置で収束し、該収束位置で液体ビームＢと結
合するように、その形状や配置態様を設定されている。The third embodiment is different from the first embodiment shown in FIG. 1 in that the convergent lens 6 in the first embodiment is used.
Is provided, a glass plate 30 for transmitting the laser beam L is provided at a position of the housing side wall 11a where the converging lens 6 was provided in the first embodiment, and the reflection surface 8a is provided in the first embodiment. Although the flat plane reflecting mirror 8 is used, a point that a concave reflecting mirror 34 having a reflecting surface 34a having a concave surface (an axis-parabolic surface) is used instead of the flat reflecting mirror 8 is used. Unlike the first embodiment, the other points are configured in the same manner as the first embodiment. That is, the laser beam L is converged by the converging lens 6 in the first embodiment, but is converged by the converging lens 6 in the third embodiment.
Is used, and a concave reflecting mirror 34 is used, so that the laser light L is reflected and converged. Of course, the concave reflection surface 32a is
Is the liquid beam B from around the liquid beam B
And the diameter of the processing nozzle 1 gradually decreases on the liquid beam B (on the central axis 12b of the passage).
The shape and the arrangement are set so that the light beam converges at a position outside the position No. 4 and is combined with the liquid beam B at the focus position.
【００３０】上記第１〜第３実施形態においては、従来
のように出射ノズルに連通する高圧液体流路中にレーザ
光を入射させないので、高圧がかかる液体流路壁にレー
ザ光を通過させるためのレンズやガラス板等の透明部材
を設ける必要が無く、従ってそのような透明部材による
圧力制約が無く、その結果従来の方法では最大５０Ｋｇ
／ｃｍ２であったのに対し、２００Ｋｇ／ｃｍ２以上の
加圧が可能となり、これにより液体ビームＢの流速が高
まり、かつ微小径の液体ビームＢが得られるため熱溶融
物の残存が少なく、切断部直線性の優れた高品位のレー
ザ加工が実現できる。In the first to third embodiments, since laser light is not made to enter the high-pressure liquid flow path communicating with the emission nozzle as in the related art, it is necessary to pass the laser light through the high-pressure liquid flow path wall. There is no need to provide a transparent member such as a lens or a glass plate, and thus there is no pressure restriction due to such a transparent member.
/ Cm 2 , it is possible to apply a pressure of 200 kg / cm 2 or more, thereby increasing the flow velocity of the liquid beam B and obtaining a liquid beam B having a very small diameter. In addition, high-quality laser processing with excellent cut portion linearity can be realized.
【図１】本発明の第１の実施形態を示す図FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of the present invention.
【図２】本発明の第２の実施形態の要部を示す図FIG. 2 is a diagram showing a main part of a second embodiment of the present invention.
【図３】本発明の第３の実施形態の要部を示す図FIG. 3 is a diagram showing a main part of a third embodiment of the present invention.
２ レーザ光出射手段 ６ 収束レンズ ８ 反射鏡 ８ａ 反射面 １０ 液体ビーム出射手段 １２ 通過路 １２ａ 出口開口 １６ 被加工材 ３２ 収束レンズ ３４ 反射鏡 ３４ａ 反射面 2 Laser beam emitting means 6 Converging lens 8 Reflecting mirror 8a Reflecting surface 10 Liquid beam emitting means 12 Passage path 12a Exit opening 16 Workpiece 32 Converging lens 34 Reflecting mirror 34a Reflecting surface
Claims (4)
工材に当てることにより該被加工材の加工を行うレーザ
加工装置であって、 上記レーザ光を出射するレーザ光出射手段と、 上記液体ビームを出射する液体ビーム出射手段と、 上記レーザ光出射手段から出射されたレーザ光を反射さ
せる反射面と、上記液体ビーム出射手段から出射された
液体ビームを通過させる通過路とを有し、該通過路の出
口開口が上記反射面に形成された反射鏡とを備え、 上記液体ビームを上記通過路を通して上記反射面に形成
された出口開口から出させると共に、上記レーザ光を上
記反射面の上記出口開口の周囲で上記液体ビームの進行
方向に向けて反射させ該液体ビーム上で収束させるよう
に構成したことを特徴とするレーザ加工装置。1. A laser processing apparatus for processing a workpiece by superimposing a laser beam and a liquid beam on a workpiece, wherein the laser beam is emitted by the laser beam emitting means for emitting the laser beam; A liquid beam emitting means for emitting a liquid beam, a reflecting surface for reflecting the laser light emitted from the laser light emitting means, and a passage for passing the liquid beam emitted from the liquid beam emitting means, An outlet opening of the passage is provided with a reflecting mirror formed on the reflection surface, and the liquid beam is emitted from the exit opening formed on the reflection surface through the passage, and the laser beam is emitted from the reflection surface. A laser processing apparatus characterized in that the laser beam is reflected around the exit opening in the traveling direction of the liquid beam and converges on the liquid beam.
向後方側に上記レーザ光を収束させる収束レンズを設
け、上記反射面にこの収束レンズを通過した収束途中の
レーザ光を入射させることにより、上記反射面で反射し
たレーザ光を収束させるように構成したことを特徴とす
る請求項１記載のレーザ加工装置。2. A converging lens for converging the laser light behind the reflecting mirror in the direction of travel of the laser light, and the converging laser light passing through the converging lens is incident on the reflecting surface. 2. The laser processing apparatus according to claim 1, wherein the laser beam reflected by the reflection surface is converged.
向前方側に、上記レーザ光を収束させる収束レンズであ
って、上記液体ビームを通過させる通過路を有する収束
レンズを設け、上記反射面により反射したレーザ光をこ
の収束レンズを通過させることにより収束させるように
構成したことを特徴とする請求項１記載のレーザ加工装
置。3. A converging lens for converging the laser light, which is provided on a front side of the reflecting mirror in the direction of travel of the laser light, the converging lens having a passage for passing the liquid beam, and the reflecting surface is provided. 2. The laser processing apparatus according to claim 1, wherein the laser beam reflected by the laser beam is converged by passing through the converging lens.
反射鏡の凹状反射面でレーザ光を反射させることによ
り、該反射面で反射したレーザ光を収束させるように構
成したことを特徴とする請求項１記載のレーザ加工装
置。4. A structure in which a concave reflecting mirror is used as the reflecting mirror, and the laser light reflected on the reflecting surface is converged by reflecting the laser light on the concave reflecting surface of the reflecting mirror. The laser processing device according to claim 1, wherein
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000101850A JP2001287071A (en) | 2000-04-04 | 2000-04-04 | Laser beam machining device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000101850A JP2001287071A (en) | 2000-04-04 | 2000-04-04 | Laser beam machining device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001287071A true JP2001287071A (en) | 2001-10-16 |
Family
ID=18615824
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000101850A Withdrawn JP2001287071A (en) | 2000-04-04 | 2000-04-04 | Laser beam machining device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001287071A (en) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007088243A1 (en) * | 2006-01-31 | 2007-08-09 | Metso Paper, Inc. | Method and apparatus for cutting an object with a fluid jet |
| JP2009279731A (en) * | 2008-05-26 | 2009-12-03 | Nikon Corp | Fluid polishing device |
| JP2010000512A (en) * | 2008-06-18 | 2010-01-07 | Sugino Mach Ltd | Laser processing device |
| WO2011004437A1 (en) * | 2009-07-10 | 2011-01-13 | 三菱電機株式会社 | Laser processing method and apparatus |
| JP2016128188A (en) * | 2015-01-08 | 2016-07-14 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | Method and system for confined laser drilling |
| JP2016135506A (en) * | 2015-01-08 | 2016-07-28 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | Method and system for confined laser drilling |
| JP6194464B1 (en) * | 2016-08-10 | 2017-09-13 | 株式会社牧野フライス製作所 | Method for determining nozzle life of laser processing machine and laser processing machine |
| CN112975408A (en) * | 2021-02-22 | 2021-06-18 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | Multi-laser multi-axis turning-CNC milling composite machining method and system |
-
2000
- 2000-04-04 JP JP2000101850A patent/JP2001287071A/en not_active Withdrawn
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007088243A1 (en) * | 2006-01-31 | 2007-08-09 | Metso Paper, Inc. | Method and apparatus for cutting an object with a fluid jet |
| DE112007000425T5 (en) | 2006-01-31 | 2008-12-11 | Metso Paper, Inc. | Method and device for cutting an object with a jet of water |
| JP2009279731A (en) * | 2008-05-26 | 2009-12-03 | Nikon Corp | Fluid polishing device |
| JP2010000512A (en) * | 2008-06-18 | 2010-01-07 | Sugino Mach Ltd | Laser processing device |
| WO2011004437A1 (en) * | 2009-07-10 | 2011-01-13 | 三菱電機株式会社 | Laser processing method and apparatus |
| JP4826861B2 (en) * | 2009-07-10 | 2011-11-30 | 三菱電機株式会社 | Laser processing method and apparatus |
| JP2016128188A (en) * | 2015-01-08 | 2016-07-14 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | Method and system for confined laser drilling |
| JP2016135506A (en) * | 2015-01-08 | 2016-07-28 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | Method and system for confined laser drilling |
| JP6194464B1 (en) * | 2016-08-10 | 2017-09-13 | 株式会社牧野フライス製作所 | Method for determining nozzle life of laser processing machine and laser processing machine |
| JP2018024003A (en) * | 2016-08-10 | 2018-02-15 | 株式会社牧野フライス製作所 | Nozzle life determination method for laser beam machine, and laser beam machine |
| CN112975408A (en) * | 2021-02-22 | 2021-06-18 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | Multi-laser multi-axis turning-CNC milling composite machining method and system |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20230030159A1 (en) | Methods and laser welding devices for deep welding a workpiece | |
| KR100584310B1 (en) | Method and apparatus for processing material with laser beam injected into injection liquid | |
| JP5941113B2 (en) | Laser processing equipment that can expand the condensing diameter | |
| KR101004497B1 (en) | Device comprising one beam formation unit for introducing radiation energy into a workpiece consisting of a weakly-absorbent material | |
| JP3686317B2 (en) | Laser processing head and laser processing apparatus provided with the same | |
| US20060157457A1 (en) | Hybrid laser processing method and hybrid laser torch used in the method | |
| JP2016516584A (en) | Linking beam angle and workpiece movement for taper control | |
| JP2010508149A (en) | Laser processing method and system | |
| KR20020085893A (en) | Device for processing substrates and method therefor which entails the use of such a device | |
| US11482826B2 (en) | Optical processing apparatus, optical processing method, and optically-processed product production method | |
| WO2012073931A1 (en) | Laser processing apparatus | |
| JP3871240B2 (en) | Hybrid processing equipment | |
| JP2018020373A (en) | Laser machining method for metal material under optical axis position control of laser over assist gas stream and machine and computer program for executing the same | |
| JP2001287071A (en) | Laser beam machining device | |
| KR20010040140A (en) | Apparatus and method for laser processing | |
| KR20220164607A (en) | Laser cutting method and laser cutting system | |
| TW201830468A (en) | Laser machining device and laser machining method | |
| JP2005034889A (en) | Working apparatus | |
| JPH0722685A (en) | Focus composition method of beam and its focus composition device | |
| JP2002035979A (en) | Laser beam device and laser beam processing device | |
| JP6805710B2 (en) | Laser welding equipment and laser welding method | |
| JP2008200713A (en) | Head for laser welding | |
| JP4942958B2 (en) | Method of laser welding at least two parts and associated apparatus applying this method | |
| JP2021142546A (en) | Optical unit, laser beam machining apparatus and laser beam machining method | |
| JP3177775B2 (en) | Photosynthesis method and synthetic emission optical system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20070605 |