JP2013212510A - レーザ加工機およびレーザ光保護装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】レーザ光の反射光から光路部品を保護するレーザ加工機を得ること。
【解決手段】レーザ発振器21から出射されたレーザ光Laを光路に沿って伝播させてワークWに照射するレーザ加工機において、レーザ光の光軸に沿って光路の周辺を囲むことにより光路の環境を保護する蛇腹2と、蛇腹2よりも光路の下段側に配置され、且つレーザ光Laを通過させるとともにワークWで反射されたレーザ光Laの反射光を遮断するアパーチャ1と、アパーチャ1に照射された反射光を検出する温度スイッチ3と、温度スイッチ3が検出した反射光の検出結果に基づいて、レーザ発振器21の動作を制御する制御部50と、を備え、アパーチャ1は、板状部材で形成され、且つ板状部材の主面がレーザ光Laの光軸に対して垂直な方向を向くよう配置されている。
【選択図】図3
【解決手段】レーザ発振器21から出射されたレーザ光Laを光路に沿って伝播させてワークWに照射するレーザ加工機において、レーザ光の光軸に沿って光路の周辺を囲むことにより光路の環境を保護する蛇腹2と、蛇腹2よりも光路の下段側に配置され、且つレーザ光Laを通過させるとともにワークWで反射されたレーザ光Laの反射光を遮断するアパーチャ1と、アパーチャ1に照射された反射光を検出する温度スイッチ3と、温度スイッチ3が検出した反射光の検出結果に基づいて、レーザ発振器21の動作を制御する制御部50と、を備え、アパーチャ1は、板状部材で形成され、且つ板状部材の主面がレーザ光Laの光軸に対して垂直な方向を向くよう配置されている。
【選択図】図3
Description
本発明は、レーザ光の反射光から光路部品を保護するレーザ加工機およびレーザ光保護装置に関する。
被加工物にレーザ光を照射して被加工物へのレーザ加工を行うレーザ加工機では、レーザ発振器から出射されたレーザ光を所定の光路に沿って被加工物上へ導いている。このようなレーザ加工機では、被加工物からの反射光が光路側に反射されると、光路近傍の部材(光路部品)などが損傷する。このため、被加工物からの反射光の光路側への進入を防止することが望まれている。
例えば、特許文献1,2に記載のレーザ加工機は、被加工物からの反射光(レーザ光)を遮断するアパーチャを光路内に設けている。これにより、被加工物からの反射光のうち、光路から大きく外れた反射光が光路内に進入することを防止している。
しかしながら、上記従来の技術では、アパーチャを通りぬけた反射光が光路内に進入し、反射光が光路部品(光路周辺を覆うジャバラなど)を損傷させる場合があるという問題があった。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、レーザ光の反射光から光路部品を保護するレーザ加工機およびレーザ光保護装置を得ることを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、レーザ発振器から出射されたレーザ光を光路に沿って伝播させて被加工物に照射するレーザ加工機において、前記レーザ光の光軸に沿って前記光路の周辺を囲むことにより前記光路の環境を保護する光路保護部と、前記光路保護部内または前記光路保護部よりも前記光路の下段側に配置され、且つ前記レーザ光を通過させるとともに前記被加工物で反射された前記レーザ光の反射光を遮断するアパーチャと、前記アパーチャに照射された反射光を検出する反射光検出部と、前記反射光検出部が検出した反射光の検出結果に基づいて、前記レーザ発振器の動作を制御する制御部と、を備え、前記アパーチャは、板状部材で形成され、且つ前記板状部材の主面が前記レーザ光の光軸に対して垂直な方向を向くよう配置されていることを特徴とする。
本発明によれば、レーザ光の反射光から光路部品を保護することが可能になるという効果を奏する。
以下に、本発明の実施の形態に係るレーザ加工機およびレーザ光保護装置を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
実施の形態.
図1は、本発明の実施の形態に係るレーザ加工機の構成を示す図である。また、図2は、加工ヘッドの構成を示す図である。図1では、レーザ加工機100の構成例を斜視図として示し、図2では、加工ヘッド40の構成例を斜視図として示している。レーザ加工機100は、レーザ光の光路上に、ワーク(被加工物)Wからの反射光(後述の反射光Lb)による光路部品の焼損を防止するためのレーザ光保護装置(図1には図示せず)を備えている。レーザ光保護装置は、光路上で反射光Lbを遮断するアパーチャを有しており、アパーチャ上に設けられた温度検出手段(後述の温度スイッチ3)がアパーチャの表面温度を検出することによって、アパーチャに照射された反射光Lbを検出している。そして、レーザ光保護装置は、反射光Lbの検出結果に基づいてレーザ光の出射を停止させている。
図1は、本発明の実施の形態に係るレーザ加工機の構成を示す図である。また、図2は、加工ヘッドの構成を示す図である。図1では、レーザ加工機100の構成例を斜視図として示し、図2では、加工ヘッド40の構成例を斜視図として示している。レーザ加工機100は、レーザ光の光路上に、ワーク(被加工物)Wからの反射光(後述の反射光Lb)による光路部品の焼損を防止するためのレーザ光保護装置(図1には図示せず)を備えている。レーザ光保護装置は、光路上で反射光Lbを遮断するアパーチャを有しており、アパーチャ上に設けられた温度検出手段(後述の温度スイッチ3)がアパーチャの表面温度を検出することによって、アパーチャに照射された反射光Lbを検出している。そして、レーザ光保護装置は、反射光Lbの検出結果に基づいてレーザ光の出射を停止させている。
レーザ加工機100は、ベッド31上に設けられたワークテーブル32と、左右のコラム34,35間に水平に掛け渡されたクロスレール36上にY軸方向に移動可能に設けられたY軸ユニット38と、を有している。また、レーザ加工機100は、クロスレール36にX軸方向に移動可能に設けられたX軸ユニット37と、X軸ユニット37にZ軸方向に移動可能に設けられたZ軸ユニット39と、を有している。さらに、レーザ加工機100は、Z軸ユニット39に取り付けられた加工ヘッド40と、加工ヘッド40の先端部に取り付けられた加工ノズル(レーザ用ノズル)33と、コンピュータ式の加工制御装置41を有している。
加工制御装置41は、マンマシンインタフェースとして、操作盤42A、CRT等の画面表示部42Bを具備している。ワークテーブル32、Y軸ユニット38、Z軸ユニット39は、それぞれ、図示省略のX軸サーボモータ、Y軸サーボモータ、Z軸サーボモータによって駆動され、加工制御装置41からの各軸指令によって位置制御される。
レーザ加工機100は、後述するレーザ発振器(レーザ光出力部)21を備えており、レーザ発振器21からのレーザ光を、所定の光路に沿って伝播させてワークW上へ導いている。本実施の形態のレーザ加工機100は、レーザ光が導かれる光路上に、反射光Lbの進入を防止するアパーチャ(後述のアパーチャ1)を備えている。
図3は、レーザ加工機の光路上に設けられたアパーチャの配置位置を示す図である。レーザ加工機100は、レーザ発振器21、PR(Partial Reflection)ミラー22、ベンドミラー23、ビーム最適化ユニット24、ベンドミラー25,26、加工ヘッド39内に設けられた加工レンズ27、レーザ光保護装置を含んで構成されている。そして、レーザ光保護装置が、アパーチャ1、蛇腹(光路保護部)2、温度スイッチ(反射光検出部)3、制御部50を備えている。
レーザ発振器21は、CO2レーザなどのレーザ光(ビーム光)Laを発振させる装置であり、レーザ加工の際にはレーザ出力を種々変化させながらレーザ光Laを出射する。PRミラー(部分反射鏡)22は、レーザ発振器21が出射するレーザ光Laを部分反射させてベンドミラー23へ導く。ベンドミラー(ビーム角度変化用ミラー)23は、PRミラー22から送られてくるレーザ光Laのビーム角度を変えてビーム最適化ユニット24へ導く。
ビーム最適化ユニット(ビーム径変更装置)24は、ベンドミラー23から送られてくるレーザ光Laのビーム径(直径)を調整してベンドミラー25へ送る。ベンドミラー25,26は、ビーム角度変化用のミラーである。ベンドミラー25は、ビーム最適化ユニット24から送られてくるレーザ光Laのビーム角度を水平方向に偏向してベンドミラー26に送る。ベンドミラー26は、ベンドミラー25から送られてくるレーザ光Laのビーム角度を垂直下方に偏向して加工レンズ27に送る。ベンドミラー25とベンドミラー26の間には、偏光を変化させるミラー(図示せず)が装着される。
加工レンズ27は、ベンドミラー26からのレーザ光を小さなスポット径に集光してワークWに照射する。ワークWは、ワークテーブル32上に載置されており、このワークテーブル32上でレーザ加工される。
レーザ加工機100には、ベンドミラー25とベンドミラー26との間の光路に、レーザ光Laの光軸に沿って光路の周辺を囲うよう形成された筒状の蛇腹2が配設されている。蛇腹2は、光路環境を外気から遮断することによって光路を外気(加工くず等)から保護する機能を有している。蛇腹2は、光路(光軸)と同じ方向に伸縮可能なよう構成されており、光路の位置や方向に応じて、その形状が変更される。また、本実施の形態のレーザ加工機100には、蛇腹2の近傍に、反射光Lbの進入を防止するアパーチャ1が配設されている。
アパーチャ1は、レーザ光Laを通過させるとともに、反射光Lbのうち、光路から所定量(レーザ光Laの光軸から所定角度)よりも大きく外れた反射光Lbが蛇腹2内に進入することを防止する。アパーチャ1は、例えば、概略平板状(例えば厚さ1mm〜10mmの板状部材)をなしており、その主面の中心部にはレーザ光Laを通過させる貫通穴(後述のレーザ光通過部4)が設けられている。アパーチャ1は、板状部材の主面がレーザ光Laの光軸に対して垂直な方向を向くよう配置されている。また、アパーチャ1には、温度検出手段として温度スイッチ3が設けられ、かつアパーチャ1は、反射光Lbの入射面側(レーザ光Laの出斜面側)に反射光Lbを吸収する吸収体が配置されている。
温度スイッチ3は、アパーチャ1の温度を検出するとともに、検出した温度(測定結果)を制御部50に送る。制御部50は、加工制御装置41が有する装置であり、レーザ発振器21の動作を制御する。本実施の形態の制御部50は、温度スイッチ3から送られてくる測定結果(アパーチャ1の温度)に基づいて、レーザ発振器21からのレーザ光Laの出力を制御する。具体的には、制御部50は、アパーチャ1の温度または温度上昇率などが、所定値よりも高くなった場合に、レーザ発振器21からのレーザ光Laの出力を停止させる。
ここで、アパーチャ1の機能について説明する。図4は、アパーチャの機能を説明するための図である。レーザ加工中には、ワークWに照射するレーザ光Laの焦点位置のずれ、レーザ光Laの光路のずれなどが生じる場合がある。また、レーザ加工中には、ワークWの表面状態などが原因でワークW表面からの反射光Lbが、レーザ発振器21からの光軸からずれて光路に戻る場合がある。
このため、本実施の形態では、光路中にアパーチャ1が設けられている。このアパーチャ1は、熱伝導率の高い部材で形成されている。アパーチャ1は、例えばアルミニウム、銀、銅、金や、これらを用いた合金を用いて形成されている。換言すると、アパーチャ1は、例えばアルミニウム、銀、銅および金の少なくとも1つを用いて形成されている。アパーチャ1がアルミニウムの場合、アルミニウム基材のアパーチャ1表面(レーザ光Laの出射側)にショットブラスト加工を行い、さらに、その表面にアルマイト処理を施すことによって、アパーチャ1が形成される。なお、アパーチャ1は、複数種類の金属板を組み合わせて構成してもよい。
つぎに、アパーチャ1に設けられた温度スイッチ3について説明する。図5は、アパーチャの構成を示す図である。図5では、アパーチャ1の斜視図を示している。アパーチャ1は、その裏面(底面)側が蛇腹2に接合されている。これにより、アパーチャ1は、その裏面側が蛇腹2側を向き、表面側がレーザ光Laの出射側を向くよう配設される。
概略平板状のアパーチャ1には、表面側から裏面側に向けて貫通穴としてのレーザ光通過部4(例えば直径50mm)が設けられている。レーザ光通過部4は、アパーチャ1の中心部に設けられており、概略円筒状(円筒壁面)をなしている。
アパーチャ1の裏面側には、温度スイッチ3として3つの温度スイッチ3a〜3cが配置されている。ワークWから反射した戻り光(反射光Lb)の一部または全部は、アパーチャ1の表面に照射される。この反射光Lbは、アパーチャ1によって吸収されてアパーチャ1の温度を上昇させる。温度スイッチ3a〜3cは、アパーチャ1の温度を検出することによって、反射光Lbのうち、アパーチャ1に照射された反射光Lbを検出する。本実施の形態では、アパーチャ1上に温度スイッチ3を複数配置している。これは、反射光Lbの吸収位置に依存した熱伝導の検知差異を補うためである。
温度スイッチ3a〜3cは、検出した温度(測定結果)を制御部50に送る。制御部50は、例えば、温度スイッチ3a〜3cが測定した温度が所定値を超えた場合に、レーザ光Laの出力を下げるか、または止めるなどし、これにより、反射光Lbによる光路損傷を防止する。なお、制御部50は、レーザ光Laのビーム出力を下げる場合、温度スイッチ3a〜3cによる測定結果に応じた量だけレーザ光Laのビーム出力を下げるようレーザ発振器21を制御してもよい。
つぎに、温度スイッチ3a〜3cの配置位置について説明する。図6は、温度スイッチの配置位置を説明するための図である。図6では、アパーチャ1の底面図を示している。アパーチャ1の底面には、レーザ光通過部4の周辺に温度スイッチ3a〜3cが配置されている。温度スイッチ3a〜3cは、それぞれ、レーザ光通過部4の中心(レーザ光Laの光軸)から等距離となる位置で、かつ隣接する温度スイッチ間の距離が等間隔となるよう配置されている。ここでは、温度スイッチ3a〜3cが3つであるので、温度スイッチ3a〜3cがアパーチャ1の裏面上で正三角形をなすよう配置されている。
なお、温度スイッチ3a〜3cは、レーザ光通過部4の近傍に配置してもよいし、図6に示すように、レーザ光通過部4から所定の距離だけ離れた位置に配置してもよい。例えば、温度スイッチ3a〜3cを、レーザ光通過部4の近傍に配置することによって、反射光Lbの一部がレーザ光通過部4から蛇腹2内に進入し、かつ反射光Lbの一部がアパーチャ1の表面を照射するような場合の反射光Lbを正確に検出することが可能となる。また、温度スイッチ3a〜3cを、レーザ光通過部4から所定の距離だけ離れた位置に配置した場合、反射光Lbのうち、光路から所定量よりも大きく外れた反射光Lbを正確に検出することが可能となる。
つぎに、温度スイッチ3a〜3cによって検出される反射光Lbについて説明する。図7は、温度スイッチによって検出される反射光を説明するための図である。反射光Lbのうち、光路から所定量以下しか外れていない反射光Lb1は、レーザ光通過部4から蛇腹2内に進入する。一方、反射光Lbのうち、光路から所定量よりも大きく外れた反射光Lb2は、アパーチャ1の表面を照射し、これにより、アパーチャ1の温度が上昇する。温度スイッチ3a〜3cは、反射光Lbのうち、アパーチャ1の表面を照射する反射光Lb2を検出する。
このように、本実施の形態では、アパーチャ1の表面をビーム吸収体とし、アパーチャ1を熱伝導率の高い部材としているので、反射光Lbの検出感度を向上させることが可能となる。また、アパーチャ1を概略平板状としているので反射光Lbの検出感度を向上させることが可能となる。また、アパーチャ1の表面にショットブラスト加工やアルマイト処理を行っているので、反射光Lbがアパーチャ1の表面で反射しにくくなる。この結果、反射光Lbの検出感度を向上させることが可能となる。
したがって、ワークWで反射して拡散された反射光Lbを精度良く検出できる。これにより、ワークWでの反射が継続するような異常状態を正確に判断し、蛇腹2などの光路部品が焼損に至る前に、レーザ加工機100を停止させることが可能となる。換言すると、光路部品の焼損につながる異常を未然に検知してレーザ加工機100を停止させることが可能となる。
なお、本実施の形態では、蛇腹2のレーザ光Laの出射側にアパーチャ1を配置する場合について説明したが、アパーチャ1は、光路上の何れの位置に配置してもよい。例えば、アパーチャ1を蛇腹2内に配置してもよいし、蛇腹2とベンドミラー25の間に配置してもよい。また、アパーチャ1をビーム最適化ユニット24とベンドミラー25との間に配置してもよいし、アパーチャ1をビーム最適化ユニット24よりも光路上段側(レーザ発振器21側)に配置してもよい。また、アパーチャ1をワークWと蛇腹2との間の何れかの光路上に配置してもよい。
また、レーザ加工機100に1つのアパーチャ1を配設する場合について説明したが、レーザ加工機100に2つ以上のアパーチャ1を配設してもよい。例えば、アパーチャ1を、蛇腹2のレーザ光Laの出射側と、蛇腹2内と、の2箇所に配置してもよい。一方のアパーチャ1と他方のアパーチャ1とを、所定の間隔をあけて配置することにより、レーザ光Laの光軸から所定角度よりも大きく外れた反射光Lbを効率良く2つのアパーチャ1で遮断できる。また、アパーチャ1を板状部材で構成しているので、アパーチャ1の温度を正確に検出できる。
また、アパーチャ1のうちの一部(レーザ光Laの検出感度を高めたい領域)にのみ、銀や銅などの熱伝導率が極めて高い部材を配置し、その他の領域にはアルミニウムを配置してもよい。例えば、アパーチャ1をアルミニウムを用いて形成するとともに、レーザ光通過部4の周辺にのみ銀や銅などを配置してもよい。これにより、レーザ光通過部4周辺のレーザ高感度を向上させることが可能となる。
また、アパーチャ1の表面を、アルミニウムを用いて形成するとともに、アパーチャ1の裏面を銀や銅などを用いて形成してもよい。これにより、アパーチャ1の表面に対してショットブラスト加工およびアルマイト処理を行うことができる。したがって、アパーチャ1の表面を、熱吸収率の高い部材で構成するとともに、アパーチャ1の裏面を熱伝導率の極めて高い部材で構成することが可能となる。
また、温度スイッチ3の代わりに非接触型の温度センサを用いて反射光Lbを検出してもよい。この場合、非接触型の温度センサをアパーチャ1の表面側に配置してもよい。また、反射光Lbがアパーチャ1を照射した際の、アパーチャ1の温度に限らず、アパーチャ1の熱膨張量、輝度などを検出してもよい。また、本実施の形態では、温度スイッチ3が3つである場合について説明したが、温度スイッチ3は、2つ以下であってもよいし、4つ以上であってもよい。
このように実施の形態によれば、アパーチャ1が板状であるのでアパーチャ1内の伝熱量を大きくすることができる。これにより、アパーチャ1の表面を照射する反射光Lbを正確に検出することが可能となる。したがって、ワークWからの反射光Lbによる光路部品の損傷を防止でき、光路部品を保護することが可能となる。
また、温度スイッチ3a〜3cがアパーチャ1の裏面上で正三角形をなすよう配置されているので、アパーチャ1上で反射光Lbを正確に検出できる。また、アパーチャ1の表面がショットブラスト加工およびアルマイト処理されているので、アパーチャ1が反射光Lbを効率良く吸収できる。したがって、アパーチャ1上で反射光Lbを正確に検出できる。
以上のように、本発明に係るレーザ加工機およびレーザ光保護装置は、レーザ光の反射光からの光路部品の保護に適している。
1 アパーチャ
2 蛇腹
3,3a-3c 温度スイッチ
4 レーザ光通過部
21 レーザ発振器
41 加工制御装置
50 制御部
100 レーザ加工機
La レーザ光
Lb,Lb1,Lb2 反射光
W ワーク
2 蛇腹
3,3a-3c 温度スイッチ
4 レーザ光通過部
21 レーザ発振器
41 加工制御装置
50 制御部
100 レーザ加工機
La レーザ光
Lb,Lb1,Lb2 反射光
W ワーク
Claims (7)
- レーザ発振器から出射されたレーザ光を光路に沿って伝播させて被加工物に照射するレーザ加工機において、
前記レーザ光の光軸に沿って前記光路の周辺を囲むことにより前記光路の環境を保護する光路保護部と、
前記光路保護部内または前記光路保護部よりも前記光路の下段側に配置され、且つ前記レーザ光を通過させるとともに前記被加工物で反射された前記レーザ光の反射光を遮断するアパーチャと、
前記アパーチャに照射された反射光を検出する反射光検出部と、
前記反射光検出部が検出した反射光の検出結果に基づいて、前記レーザ発振器の動作を制御する制御部と、
を備え、
前記アパーチャは、板状部材で形成され、且つ前記板状部材の主面が前記レーザ光の光軸に対して垂直な方向を向くよう配置されていることを特徴とするレーザ加工機。 - 前記アパーチャは、アルミニウム、銀、銅および金の少なくとも1つを用いて形成されていることを特徴とする請求項1に記載のレーザ加工機。
- 前記アパーチャは、アルミニウムを用いて形成され、且つ前記レーザ光の反射光が照射される側の主面は、ショットブラスト加工およびアルマイト処理が行われていることを特徴とする請求項1に記載のレーザ加工機。
- 前記反射光検出部は、複数からなり、
それぞれの前記反射光検出部が前記反射光を検出する反射光検出位置は、前記アパーチャ上の位置であって且つ前記レーザ光の光軸から同じ距離だけ離れた位置であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載のレーザ加工機。 - 前記反射光検出部は、前記アパーチャの主面のうち前記レーザ光の反射光が照射される側の主面とは反対側の主面上に配置されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1つに記載のレーザ加工機。
- 前記反射光検出部は、前記アパーチャの表面温度を検出することによって、前記アパーチャに照射された反射光を検出することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1つに記載のレーザ加工機。
- レーザ発振器から出射されて光路に沿って伝播させるレーザ光から、前記光路上に配置される光路部品を保護するレーザ光保護装置において、
前記レーザ光の光軸に沿って前記光路の周辺を囲むことにより前記光路の環境を保護する光路保護部と、
前記光路保護部内または前記光路保護部よりも光路の下段側に配置され、且つ前記レーザ光を通過させるとともに前記被加工物で反射された前記レーザ光の反射光を遮断するアパーチャと、
前記アパーチャに照射された反射光を検出する反射光検出部と、
前記反射光検出部が検出した反射光の検出結果に基づいて、前記レーザ発振器の動作を制御する制御部と、
を備え、
前記アパーチャは、板状部材で形成され、且つ前記板状部材の主面が前記レーザ光の光軸に対して垂直な方向を向くよう配置されていることを特徴とするレーザ光保護装置。
Priority Applications (2)
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JP2010169626A JP2013212510A (ja) | 2010-07-28 | 2010-07-28 | レーザ加工機およびレーザ光保護装置 |
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2010169626A JP2013212510A (ja) | 2010-07-28 | 2010-07-28 | レーザ加工機およびレーザ光保護装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2013212510A true JP2013212510A (ja) | 2013-10-17 |
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---|---|---|---|
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WO2015084087A1 (ko) * | 2013-12-05 | 2015-06-11 | 주식회사 한광 | 레이저 가공기 |
DE102014016889A1 (de) * | 2014-11-15 | 2016-05-19 | Mbda Deutschland Gmbh | Überwachungsvorrichtung für einen Laserstrahl |
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JPH09308983A (ja) * | 1996-05-17 | 1997-12-02 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | レーザ加工装置 |
WO2002067390A1 (en) * | 2001-02-22 | 2002-08-29 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Laser apparatus |
JP4583652B2 (ja) * | 2001-04-18 | 2010-11-17 | 株式会社アマダ | レーザ加工機 |
JP2003071584A (ja) * | 2001-08-30 | 2003-03-11 | Amada Co Ltd | レーザ加工機の光路保護蛇腹 |
JP4139365B2 (ja) * | 2004-08-24 | 2008-08-27 | 株式会社ナベル | 乱光遮蔽装置又は蛇腹装置若しくはレーザ加工機 |
-
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- 2010-07-28 JP JP2010169626A patent/JP2013212510A/ja active Pending
-
2011
- 2011-07-26 WO PCT/JP2011/066942 patent/WO2012014879A1/ja active Application Filing
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015084087A1 (ko) * | 2013-12-05 | 2015-06-11 | 주식회사 한광 | 레이저 가공기 |
DE102014016889A1 (de) * | 2014-11-15 | 2016-05-19 | Mbda Deutschland Gmbh | Überwachungsvorrichtung für einen Laserstrahl |
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Also Published As
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