JP2012024782A - 固体レーザ加工装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】固体レーザ加工装置は、レーザ光LBを生成する固体レーザ発振器と、固体レーザ発振器により生成されたレーザ光LBを伝送するフィーディングファイバー12と、フィーディングファイバー12により伝送されたレーザ光LBが通過するビームモード変換ユニット14と、ビームモード変換ユニット14を通過したレーザ光LBを集光させて被加工材Wに照射するレーザ加工ユニットとを備える。ビームモード変換ユニット14は、フィーディングファイバー12のコア径と異なるコア径を有する1以上のプロセスファイバー33a、33bと、1以上のプロセスファイバー33a、33bにレーザ光LBを伝送させるか否かを選択する選択部38とを有する。
【選択図】図2
Description
先ず、図1を参照して、本発明の第1の実施の形態に関わるファイバーレーザ加工装置(固体レーザ加工装置の一例)の全体構成を説明する。本発明の第1の実施の形態に関わるファイバーレーザ加工装置は、レーザ光LBを生成する固体レーザ発振器の一例としてのファイバーレーザ発振器11と、ファイバーレーザ発振器11により生成されたレーザ光LBを伝送するフィーディングファイバー12と、フィーディングファイバー12により伝送されたレーザ光が通過するビームモード変換ユニット14と、ビームモード変換ユニット14を通過したレーザ光LBを集光させて被加工材(ワーク)Wに照射するレーザ加工ユニット15とを備える。なお、第1の実施の形態では、フィーディングファイバー12により伝送されたレーザ光は、ビームモード変換ユニット14に入射する前にビームシャッター13に入射される。ビームモード変換ユニット14には、ビームシャッター13を通過したレーザ光LBが入射される。
Zr=πd2/4M2λ ・・・(2)
BPP=w0×α(mm・mrad) ・・・(3)
表3に示す光学パラメータからなるレーザ光を用いて、板厚t=12mm、16mm、19mmの軟鋼の切断テストを実施した。表3に示す光学パラメータからなるレーザ光を生成して測定した焦点近傍の断面形状を図7に示す。
第2の実施の形態では、プロセスファイバー33a、33bの前後にビームスイッチをそれぞれ設けることにより、レーザ光LBを伝送するプロセスファイバー33a、33bを選択する実施例について説明する。
図9に示すように、比較例1に関わるファイバーレーザ加工装置は、図12に示したファイバーレーザ加工装置におけるビームシャッター71の代わりに、ビームスイッチ53を配置する。ビームスイッチ53は、互いに異なるコア径を有する2本のプロセスファイバー55a、55bを選択してレーザ光LBを伝送させる。
第2の比較例では、集光レンズ27の焦点距離fを変更することにより、レーザ光LBの最小集光直径dを、CO2レーザの場合と同等にする例を示す。
上記のように、本発明は、2つの実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
12 フィーディングファイバー
13 ビームシャッター
14 ビームモード変換ユニット
15 レーザ加工ユニット
33a、33b プロセスファイバー
38 モータ(選択部)
34a、34b 光学筒(筒状部材)
35a、35b 集束レンズ
36a、36b コリメートレンズ
37 板部材
LB レーザ光
W 被加工材
Claims (7)
- レーザ光を生成する固体レーザ発振器と、
前記固体レーザ発振器により生成されたレーザ光を伝送するフィーディングファイバーと、
前記フィーディングファイバーにより伝送されたレーザ光が通過するビームモード変換ユニットと、
前記ビームモード変換ユニットを通過したレーザ光を集光させて被加工材に照射するレーザ加工ユニットと、を備え、
前記ビームモード変換ユニットは、
前記フィーディングファイバーのコア径と異なるコア径を有する1以上のプロセスファイバーと、
前記1以上のプロセスファイバーにレーザ光を伝送させるか否かを選択する選択部と、を有する
ことを特徴とする固体レーザ加工装置。 - 前記ビームモード変換ユニットは、互いに異なるコア径を有する2以上の前記プロセスファイバーを有し、前記選択部は、前記プロセスファイバーにレーザ光を伝送させることを選択した場合にあっては、レーザ光を伝送させる1のプロセスファイバーを選択することを特徴とする請求項1に記載の固体レーザ加工装置。
- レーザ光を生成する固体レーザ発振器と、
前記固体レーザ発振器により生成されたレーザ光を伝送するフィーディングファイバーと、
前記フィーディングファイバーにより伝送されたレーザ光が通過するビームモード変換ユニットと、
前記ビームモード変換ユニットを通過したレーザ光を集光させて被加工材に照射するレーザ加工ユニットと、を備え、
前記ビームモード変換ユニットは、
互いに異なるコア径を有する2以上のプロセスファイバーと、
前記2以上のプロセスファイバーの中から、レーザ光を伝送させる1のプロセスファイバーを選択する選択部と、を有する
ことを特徴とする固体レーザ加工装置。 - 前記ビームモード変換ユニットは、
前記プロセスファイバーの前段に配置され、前記プロセスファイバーの入射端面に前記レーザ光をそれぞれ集光させる集束レンズと、
前記プロセスファイバーの後段に配置され、前記プロセスファイバーの射出端面から射出されたレーザ光をそれぞれ平行光に変換するコリメートレンズと、
を更に有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の固体レーザ加工装置。 - 前記集束レンズ、前記プロセスファイバー及び前記コリメートレンズは組を成し、
前記選択部は、前記集束レンズ、前記プロセスファイバー及び前記コリメートレンズのいずれかの組を選択することを特徴とする請求項4に記載の固体レーザ加工装置。 - 前記ビームモード変換ユニットは、
前記組を成す前記集束レンズ、前記プロセスファイバー及び前記コリメートレンズがその内部に固定された筒状部材と、
前記筒状部材を支持する回転可能な板部材と、を更に有し、
前記選択部は、前記板部材を回転させることにより、レーザ光が入射する前記筒状部材を選択することを特徴とする請求項5に記載の固体レーザ加工装置。 - 前記フィーディングファイバーと前記ビームモード変換ユニットの間に配置された、前記レーザ光を遮断するビームシャッターを更に備えることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の固体レーザ加工装置。
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