JP2006239703A - Laser beam machining apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、レーザ加工装置に関するものである。 The present invention relates to a laser processing apparatus.
従来、レーザにより対象物を加工するレーザ加工装置がある。例えば、レーザマーキング装置は、金属、樹脂、セラミック、半導体、紙、ガラスなどの多種多様の素材からなる被マーキング対象物表面に、多種多様な文字・記号・図形などにマーキングする。このようなレーザ加工装置は、2次元にレーザ光を走査するためにガルバノミラーを備えており、レーザ光源からのレーザ光を、ビームエキスパンダを介して2枚のガルバノミラーに照射させ、この2枚のガルバノミラーの角度を制御して対象物(ワーク)表面おいて、一方方向と、それに直交する方向に走査(スキャニング)する構成となっている。 Conventionally, there is a laser processing apparatus that processes an object with a laser. For example, a laser marking device marks various characters, symbols, figures, etc. on the surface of an object to be marked made of various materials such as metal, resin, ceramic, semiconductor, paper, and glass. Such a laser processing apparatus is provided with a galvanometer mirror to scan a laser beam in two dimensions, and irradiates two galvanometer mirrors with a laser beam from a laser light source via a beam expander. The angle of one galvanometer mirror is controlled to scan (scan) in one direction and a direction orthogonal to the surface of the object (work).
レーザ加工装置で加工される対象物の種類は様々であり、また、対象物に加工する条件(加工深さや加工幅)も様々であった。従来、このような様々な加工に対応すべく、対象物上に照射されるレーザ光のスポット径を可変する構成の物があった例えば、特許文献1には、対物レンズを異なる倍率のものに交換可能なものが開示されている。また、特許文献2には、対物レンズを上下動させて焦点位置を変え、対象物上のスポット径を変えるものが開示されている。また、特許文献3には、レーザ光路上にアパーチャを設け、レーザ光通過領域の大きさを変更するものが開示されている。また、特許文献4には、ビームエキスパンダのレンズ間距離を変更してスポット径を変えるものが開示されている。
ところが、特許文献1のように対物レンズを交換したり、特許文献2のように移動させたりすると、光走査手段との距離が変わってしまうので、加工エリアが変動してしまい、この加工エリアが所定の加工エリアになるように補正を行わなければならないため、構成が複雑化する。特に、特許文献1のように交換する構成では、加工エリアをカバーするレンズを複数備えて交換可能とするため、レーザ加工装置自体が大型化してしまう。
However, if the objective lens is exchanged as in
また、特許文献3のものにおいて、レーザ光源からのレーザ光の一部をカットする構成であるので、レーザ光を効果的に利用できない。また、特許文献4のものにおいては、レンズの離間距離を変更してスポット径を変えるため、光路長においてレーザ加工装置が大型化する上、そのレンズの離間距離を変更するためレンズ駆動系が必要となり、光路長以外も大型化して、全体としてレーザ加工装置が非常に大型化してしまう。また、ビームエキスパンダのレンズ間距離を変更すると、該ビームエキスパンダの出射光が平行光にならないため、レーザ光の焦点がずれる。このため、文字を描画する場合にはレーザ光により描画する線がぼける、等の加工上の不具合が発生する。 Moreover, in the thing of patent document 3, since it is the structure which cuts a part of laser beam from a laser light source, a laser beam cannot be utilized effectively. Further, in Patent Document 4, since the spot distance is changed by changing the lens separation distance, the laser processing apparatus is increased in size in the optical path length, and a lens driving system is required to change the lens separation distance. As a result, the size of the laser processing apparatus becomes very large as a whole. Further, when the distance between the lenses of the beam expander is changed, the emitted light of the beam expander does not become parallel light, so that the focus of the laser light is shifted. For this reason, when drawing a character, processing defects such as blurring of a line drawn by a laser beam occur.
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、大型化を防ぎながらスポット径を変更することが可能なレーザ加工装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a laser processing apparatus capable of changing a spot diameter while preventing an increase in size.
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明は、レーザ光を出射するレーザ光源と、所定の倍率にて前記レーザ光の径を拡大するビームエキスパンダと、前記ビームエキスパンダからのレーザ光の方向を変更するガルバノミラーと、前記ガルバノミラーからのレーザ光を収束して対象物に照射する集束レンズとを備え、前記対象物をレーザ光にて加工するレーザ加工装置であって、前記ビームエキスパンダを倍率が異なる他のビームエキスパンダと交換可能に構成されている。 In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention includes a laser light source that emits laser light, a beam expander that expands the diameter of the laser light at a predetermined magnification, and a laser from the beam expander. A laser processing apparatus comprising: a galvanometer mirror that changes the direction of light; and a focusing lens that converges the laser light from the galvanometer mirror and irradiates the target, and processes the target with laser light, The beam expander is configured to be exchangeable with other beam expanders having different magnifications.
従って、請求項1に記載の発明によれば、ビームエキスパンダを倍率が異なる他のビームエキスパンダと交換可能に構成されているため、レーザ光源から出射されたレーザ光はアパーチャ等によりけられることなく対象物に照射されるため、エネルギー損失がなくスポット径を変更することが可能となる。ビームエキスパンダを構成するレンズをレーザ光の光軸に沿って移動させる必要がなく、またレンズ駆動系が必要ではないため、大型化を防ぎながらスポット径を変更することが可能となる。また、レーザ光を集束するレンズは位置が変更されないので、ガルバノミラーとの距離は変更されず、加工エリアが変動しないので、補正などの構成が不要となる。 Therefore, according to the first aspect of the present invention, since the beam expander is configured to be exchangeable with another beam expander having a different magnification, the laser light emitted from the laser light source can be emitted by an aperture or the like. Since the object is irradiated without any energy loss, it is possible to change the spot diameter without energy loss. It is not necessary to move the lens constituting the beam expander along the optical axis of the laser beam, and no lens driving system is required. Therefore, the spot diameter can be changed while preventing an increase in size. In addition, since the position of the lens that focuses the laser light is not changed, the distance from the galvanometer mirror is not changed and the processing area does not change, so that a configuration such as correction is unnecessary.
請求項2に記載の発明は、互いに倍率が異なる複数のビームエキスパンダを保持するとともに、前記複数のビームエキスパンダがそれらの配列方向に沿って移動可能に形成された保持部を備えている。 According to a second aspect of the present invention, a plurality of beam expanders having different magnifications are held, and the plurality of beam expanders are provided so as to be movable along their arrangement direction.
従って、請求項2に記載の発明によれば、互いに倍率が異なる複数のビームエキスパンダを保持するとともに、前記複数のビームエキスパンダがそれらの配列方向に沿って移動可能に形成された保持部が備えられているため、容易にスポット径を変更することができる。また、保持部をビームエキスパンダの配列方向に移動させるだけであるため、短時間でビームエキスパンダを交換することができる。 Therefore, according to the second aspect of the present invention, there is provided a holding portion formed to hold a plurality of beam expanders having different magnifications and to be movable along the arrangement direction of the plurality of beam expanders. Since it is provided, the spot diameter can be easily changed. Further, since the holding unit is merely moved in the arrangement direction of the beam expanders, the beam expanders can be exchanged in a short time.
請求項3に記載の発明は、1つのビームエキスパンダを保持する保持部を備え、該保持部はベース部材に対して着脱可能に構成されている。
従って、請求項3に記載の発明によれば、1つのビームエキスパンダを保持する保持部を備え、該保持部はベース部材に対して着脱可能に構成されている。このため、可動部がなく、ビームエキスパンダを変更することができるため、レーザ光を安定して対象物に照射することができる。
The invention described in claim 3 includes a holding portion for holding one beam expander, and the holding portion is configured to be detachable from the base member.
Therefore, according to the third aspect of the present invention, the holding unit that holds one beam expander is provided, and the holding unit is configured to be detachable from the base member. For this reason, since there is no movable part and a beam expander can be changed, a laser beam can be irradiated to an object stably.
以上記述したように、本発明によれば、大型化を防ぎながらスポット径を変更することが可能なレーザ加工装置を提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a laser processing apparatus capable of changing the spot diameter while preventing an increase in size.
(第一実施形態)
以下、本発明を具体化した第一実施形態を図1及び図2に従って説明する。
図1(a)は本実施形態のレーザマーキング装置10の正面一部断面図、図1(b)は図1(a)のA−A線断面図である。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
FIG. 1A is a partial front sectional view of the
レーザ加工装置としてのレーザマーキング装置10は、長方形板状に形成されたベース部材11を備え、該ベース部材11上には、レーザ光を出射するレーザ発振器からなるレーザ光源12と、レーザ光を対象物W(図2参照)へ照射するための光学部13とが載置固定されている。レーザマーキング装置10は、レーザ光源12及び光学部13を覆うカバー部材14を備えている。該カバー部材14は例えば、金属材料、樹脂材料等により箱状、略箱状などの形状に形成され、ベース部材11に対して着脱可能となっている。
A
レーザ光源12は、ベース部材11の長手方向を出射方向とするように配置され、レーザ光源12から光学部13に向かってレーザ光が出射される。
光学部13は、ヘッドベース部材21を備え、該ヘッドベース部材21はベース部材11上に固定されている。
The
The
ヘッドベース部材21には、保持部22が固定され、該保持部22は、第1駆動部23と第2駆動部24とを保持している。第1駆動部23の出力軸には第1ガルバノミラー25(X−ガルバノミラー)が固定され、第2駆動部24の出力軸には第2ガルバノミラー26(Y−ガルバノミラー)が固定されている。第1駆動部23は第1ガルバノミラー25の回動角度を駆動制御し、第2駆動部24は第2ガルバノミラー26の回動角度を駆動制御する。保持部22は、レーザ光源12からのレーザ光の方向を第1ガルバノミラー25にて一方の方向に変更し、この第1ガルバノミラー25で反射されたレーザ光を、第2ガルバノミラー26にてその第1ガルバノミラー25による反射方向と直交する方向に変更するように第1駆動部23及び第2駆動部24を保持している。そして、レーザ光源12から出射されたレーザ光は、第1ガルバノミラー25及び第2ガルバノミラー26にてヘッドベース部材21に向かって進むように反射される。
A
ヘッドベース部材21には、第1ガルバノミラー25及び第2ガルバノミラー26により反射されたレーザ光を略中心とする透孔21aが形成され、該透孔21aにはレーザ光を集束して、対象物W上に照射する集束レンズとしてfθレンズ27が設けられている。ベース部材11には、fθレンズ27を該ベース部材11の下方に露出する開口部11aが形成されている。
The
レーザ光源12と第1ガルバノミラー25との間には保持部31が設けられ、該保持部31はヘッドベース部材21上に固定されている。保持部31には、回転板32が設けられている。回転板32は、レーザ光源12から出射されたレーザ光と直交する平面に沿って回転可能に支持され、所定角度位置において螺子等の保持機構(図示略)により回動不能に保持されるようになっている。回転板32には複数(本実施形態では図1(b)に示すように3つ)のビームエキスパンダ33a,33b,33cが固定されている。これらビームエキスパンダ33a〜33cは、レーザ光源12から出射されたレーザ光を一定の倍率(入射光径に対する出射光径の比率)の平行光束に広げるために設けられている。また、各ビームエキスパンダ33a〜33cは、互いに倍率が異なるように設定されている。従って、保持部31は、互いに倍率が異なる複数のビームエキスパンダ33a〜33cを交換可能に構成されている。
A
図2は、レーザマーキング装置10の電気的構成を示すブロック図である。
設定部41は、対象物Wに対する加工情報(例えばマーキングすべき文字、図形等の情報)を出力し、制御部42はその加工情報に対応した制御信号を駆動回路43に出力する。また、制御部42は、レーザ光源12の発振を制御する。
FIG. 2 is a block diagram showing an electrical configuration of the
The setting unit 41 outputs processing information (for example, information such as characters and figures to be marked) for the object W, and the
駆動回路43は、駆動部(第1駆動部及び第2駆動部)23,24を駆動制御する。駆動部23,24としては例えばモータが使用され、駆動回路43は、入力する制御信号に基づいて駆動部23,24を駆動する駆動信号を生成する。
The
レーザ光源12から出射されたレーザ光は1つのビームエキスパンダ(例えばビームエキスパンダ33a)により所定の出射径(ビーム径)を持つ平行光に広げられ、ガルバノミラー25,26により反射され、fθレンズ27により対象物W上に集光される。そして、ガルバノミラー25,26が駆動部23,24により回動角度が制御され、対象物Wに照射されるレーザ光が該対象物Wの表面に沿って2次元に走査される。
Laser light emitted from the
本実施形態のレーザマーキング装置10では、互いに倍率が異なる複数のビームエキスパンダ33a〜33cが保持部31により交換可能に保持されている。従って、ビームエキスパンダを交換することにより、ガルバノミラー25,26に向かって出射される平行光の径(ビーム径)が変更される。このため、対象物Wに照射されるレーザ光のスポット径が変更される。
In the
以上記述したように、本実施形態によれば、以下の効果を奏する。
(1)互いに倍率が異なる複数のビームエキスパンダ33a〜33cを取着した回転板32を回転させることにより使用するビームエキスパンダを交換可能に構成した保持部31を備える構成とした。従って、ビームエキスパンダを構成するレンズをレーザ光の光軸に沿って移動させる必要がないため、レーザマーキング装置の大型化を防ぎながらスポット径を変更することができる。また、レーザ光源12から出射されたレーザ光は、アパーチャ等によりけられることなく対象物Wに照射されるため、エネルギー損失がない。また、レーザ光を集束するfθレンズ27は位置が変更されないので、ガルバノミラーとの距離は変更されず、加工エリアが変動しないので、補正などの構成が不要となる。
As described above, according to the present embodiment, the following effects can be obtained.
(1) The
(2)保持部31は、互いに倍率が異なる複数のビームエキスパンダ33a〜33cを保持する回転板32を備え、該回転板32を回転させる、つまり複数のビームエキスパンダ33a〜33cの配列方向に沿ってそれらを移動可能にしている。従って、ビームエキスパンダ33a〜33cを保持する回転板32を回転させるだけで、容易にスポット径を変更することができる。また、保持部31の回転板32をビームエキスパンダ33a〜33cの配列方向に移動させるだけであるため、短時間でビームエキスパンダを交換することができる。
(2) The holding
(第二実施形態)
以下、本発明を具体化した第二実施形態を図3に従って説明する。尚、説明の便宜上、図1と同様の構成については同一の符号を付してその説明を一部省略する。
(Second embodiment)
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. For convenience of explanation, the same components as those in FIG.
図3(a)は本実施形態のレーザマーキング装置50の正面一部断面図、図3(b)は図3(a)のB−B線断面図である。
レーザマーキング装置50は、ベース部材11を備え、該ベース部材11上には、レーザ光源12と、レーザ光を対象物Wへ照射するための光学部13aとが載置固定されている。
3A is a partial front sectional view of the
The
光学部13aは、ヘッドベース部材51を備え、該ヘッドベース部材51はベース部材11上に固定されている。ヘッドベース部材51には、第1ガルバノミラー25及び第2ガルバノミラー26を保持する保持部22が固定されている。
The
光学部13aは、ヘッドベース部材51に対して着脱可能に形成された保持部31aを備え、該保持部31aには1つのビームエキスパンダ33aが取着されている。保持部31aの下面には位置決め用の凸部52が形成され、ヘッドベース部材51には、凸部52が位置決め用の凹部53が形成されている。凸部52を凹部53に嵌合させることにより、保持部31aの姿勢が常に一定となる。そして、保持部31aは、螺子などの図示しない固定手段によりヘッドベース部材51に固定されている。
The
これとは別に、図3(b)に示すように、ヘッドベース部材51に対して着脱可能に形成された保持部31bが用意され、該保持部31bには1つのビームエキスパンダ33bが取着されている。保持部31bの下面には、保持部31aと同様に、位置決め用の凸部54が形成されている。保持部31bは保持部31aと同じ外形に形成され、凸部54は凸部52と同じ位置に形成されている。従って、この凸部54をヘッドベース部材51に形成された位置決め用の凹部53に嵌合させることにより、保持部31bが保持部31aと同じ姿勢に固定される。
Apart from this, as shown in FIG. 3 (b), a holding
2つのビームエキスパンダ33a,33bは、互いに倍率が異なるように設定されている。そして、これらビームエキスパンダ33a,33bを保持する保持部31a,31bは、ヘッドベース部材51に対して着脱可能であり、ビームエキスパンダ33a,33bが同じ位置に配置されるように形成されている。従って、2つの保持部31a,31bを交換可能である、つまり倍率が異なる複数のビームエキスパンダ33a,33bが交換可能である。
The two
以上記述したように、本実施形態によれば、以下の効果を奏する。
(1)1つのビームエキスパンダ33aを保持する保持部31aを備え、該保持部31aはヘッドベース部材51に対して着脱可能に構成されている。従って、可動部がなく、ビームエキスパンダを変更することができるため、レーザ光を安定して対象物に照射することができる。
As described above, according to the present embodiment, the following effects can be obtained.
(1) A holding
尚、上記各実施の形態は、以下の態様で実施してもよい。
・上記第一実施形態では、複数のビームエキスパンダ33a〜33cを取着した回転板32を回転させることにより使用するビームエキスパンダを交換可能に構成したが、複数のビームエキスパンダを直線状に取着しレーザ光源12から出射されるレーザ光と直交する方向に沿って移動可能に形成した保持部を備える構成としてもよい。
In addition, you may implement each said embodiment in the following aspects.
In the first embodiment, the beam expander to be used is configured to be exchangeable by rotating the
・上記各実施形態では、ベース部材11にヘッドベース部材21,51を固定する構成としたが、ベース部材とヘッドベース部材を一体化する、つまり1つのベース部材にレーザ光源12と光学部13を取着固定する構成としてもよい。
In each of the above embodiments, the
11…ベース部材、12…レーザ光源、25,26…ガルバノミラー、31,31a,31b…保持部、33a〜33c…ビームエキスパンダ、W…対象物。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
所定の倍率にて前記レーザ光の径を拡大するビームエキスパンダと、
前記ビームエキスパンダからのレーザ光の方向を変更するガルバノミラーと、
前記ガルバノミラーからのレーザ光を収束して対象物に照射する集束レンズと、
を備え、前記対象物をレーザ光にて加工するレーザ加工装置であって、
前記ビームエキスパンダを倍率が異なる他のビームエキスパンダと交換可能に構成されたことを特徴とするレーザ加工装置。 A laser light source for emitting laser light;
A beam expander that expands the diameter of the laser beam at a predetermined magnification;
A galvanometer mirror that changes the direction of laser light from the beam expander;
A focusing lens that converges the laser beam from the galvanometer mirror and irradiates an object;
A laser processing apparatus for processing the object with a laser beam,
A laser processing apparatus, wherein the beam expander is configured to be exchangeable with another beam expander having a different magnification.
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WO2012140797A1 (en) * | 2011-04-12 | 2012-10-18 | パナソニック デバイスSunx 株式会社 | Laser processing device and laser processing system |
JP2013071136A (en) * | 2011-09-27 | 2013-04-22 | Hitachi Via Mechanics Ltd | Laser beam machining apparatus |
JP2021065892A (en) * | 2019-10-18 | 2021-04-30 | ブラザー工業株式会社 | Laser processing device |
JP7243568B2 (en) | 2019-10-18 | 2023-03-22 | ブラザー工業株式会社 | Laser processing equipment |
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