JP2017185543A5 - - Google Patents

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本発明は、レーザ発振器より射出されたレーザ光のビームパラメータ積を可変させるビームパラメータ積可変装置と、前記ビームパラメータ積可変装置より射出されたレーザ光のビーム径を可変させるビーム径可変装置と、正の焦点距離を有し、前記ビーム径可変装置より射出されたレーザ光を集光して板材に照射させる第3のレンズとを備え、前記ビーム径可変装置は、
光軸方向に移動自在とされ、正の焦点距離を有して、レーザ光の射出端より射出されたレーザ光の発散光を収束光に変換する第1のレンズと、光軸方向に移動自在とされ、負の焦点距離を有して、前記収束光が入射される第2のレンズとを有し、前記第2のレンズは、前記第1のレンズの光軸方向の位置に対応して、前記収束光が集光する位置から前記第1のレンズ側に、前記第2のレンズの焦点距離と同じ距離だけずらした位置に配置されて、前記収束光を平行光に変換するように構成されており、前記第2のレンズから射出する平行光のビーム径をD、前記ビームパラメータ積可変装置によって設定されるレーザ光のビームパラメータ積をBPP、前記第3のレンズの焦点距離をf、前記第3のレンズによって集光されるレーザ光の集光径をdとしたとき、式(1)を満たす目標とするビーム径D及び集光径dとするために、

Figure 2017185543
前記ビームパラメータ積可変装置を制御してBPPを所定の値に設定し、かつ、前記第1及び第2のレンズの位置を決定する制御部をさらに備えるレーザ加工機を提供する。 The present invention is over a beam parameter product varying device for varying a beam parameter product of the laser beam emitted from The oscillator, the beam parameter product variator beam diameter varying device for varying the beam diameter of the laser beam emitted from the And a third lens having a positive focal length and condensing the laser light emitted from the beam diameter variable device to irradiate the plate material, the beam diameter variable device,
A first lens that is movable in the optical axis direction, has a positive focal length, and converts divergent light of laser light emitted from the emission end of the laser light into convergent light, and is movable in the optical axis direction And a second lens having a negative focal length and receiving the convergent light, wherein the second lens corresponds to the position of the first lens in the optical axis direction. Is arranged at a position shifted by the same distance as the focal length of the second lens from the position where the convergent light is converged to the first lens side, and converts the convergent light into parallel light. D is the beam diameter of the parallel light emitted from the second lens, BPP is the beam parameter product of the laser light set by the beam parameter product variable device, f is the focal length of the third lens, Focusing of laser light focused by the third lens The when the d, to the beam diameter D and Atsumariko径d to target satisfying the equation (1),
Figure 2017185543
Wherein by controlling a beam parameter product variator sets the BPP to a predetermined value, and to provide further comprising les chromatography The machine control unit for determining the position of said first and second lenses.

上記のレーザ加工機において、前記第1のレンズを移動させるための第1の移動機構と、前記第2のレンズを移動させるための第2の移動機構と、前記第1の移動機構を駆動する第1の駆動部と、前記第2の移動機構を駆動する第2の駆動部とをさらに備え、前記制御部は、前記第1及び第2のレンズを前記板材の加工条件に応じて移動させるよう、前記第1及び第2の駆動部を制御することが好ましい。 In the above-described laser beam machine, a first moving mechanism for moving the first lens, a second moving mechanism for moving the second lens, and driving the first moving mechanism The apparatus further includes a first driving unit and a second driving unit that drives the second moving mechanism , wherein the control unit moves the first and second lenses according to processing conditions of the plate material. as, it is preferable to control the first and second driving portions.

上記のレーザ加工機において、前記制御部は、前記板材の板厚が薄いほど集光径dを小さくするよう、前記第3のレンズに入射されるレーザ光のビーム径Dを大きくし、前記板材の板厚が厚いほど集光径dを大きくするよう、前記第3のレンズに入射されるレーザ光のビーム径Dを小さくするよう前記第1及び第2の駆動部を制御することが好ましい。 In the above-mentioned laser beam machine, the control unit increases the beam diameter D of the laser light incident on the third lens so as to reduce the converging diameter d as the plate thickness of the plate material decreases, It is preferable to control the first and second driving units so that the beam diameter D of the laser light incident on the third lens is reduced so that the condensing diameter d increases as the thickness of the lens increases .

このとき、前記第1及び第2の駆動部が前記第1及び第2のレンズを移動させても、前記第3のレンズより射出されて前記板材に集光するレーザ光の焦点位置は一定である。 At this time, before Symbol be first and second drive unit moves the first and second lens, the focal position of the laser beam focused on the plate is emitted from the third lens constant It is.

上記のレーザ加工機において、前記第1のレンズを移動させるための第1の移動機構と、前記第2のレンズを移動させるための第2の移動機構と、前記第3のレンズを移動させるための第3の移動機構と、前記第1の移動機構を駆動する第1の駆動部と、前記第2の移動機構を駆動する第2の駆動部と、前記第3の移動機構を駆動する第3の駆動部とをさらに備え、前記制御部は、前記第1のレンズ、前記第2のレンズ、及び、前記第3のレンズを前記板材の加工条件に応じて移動させるよう、前記第1の駆動部、前記第2の駆動部、及び、前記第3の駆動部を制御することが好ましい。 In the above-mentioned laser beam machine, a first moving mechanism for moving the first lens, a second moving mechanism for moving the second lens, and a mechanism for moving the third lens. A third driving mechanism, a first driving section for driving the first moving mechanism, a second driving section for driving the second moving mechanism, and a second driving section for driving the third moving mechanism. And a third drive unit , wherein the control unit is configured to move the first lens, the second lens, and the third lens according to processing conditions of the plate material. drive unit, said second driving unit, and a benzalkonium controls the third drive unit are preferred.

上記のレーザ加工機において、前記制御部は、前記板材の板厚が薄いほど集光径dを小さくするよう、前記第3のレンズに入射されるレーザ光のビーム径Dを大きくし、前記板材の板厚が厚いほど集光径dを大きくするよう、前記第3のレンズに入射されるレーザ光のビーム径Dを小さくするよう前記第1及び第2の駆動部を制御することが好ましい。 In the above-mentioned laser beam machine, the control unit increases the beam diameter D of the laser light incident on the third lens so as to reduce the converging diameter d as the plate thickness of the plate material decreases, It is preferable to control the first and second driving units so that the beam diameter D of the laser light incident on the third lens is reduced so that the condensing diameter d increases as the thickness of the lens increases .

凸レンズ28は、射出端122eから凸レンズ28までの距離が凸レンズ28の焦点距離以上となるように配置されている。よって、凸レンズ28は、レーザ光の発散光を収束光に変換する。制御部50は、凸レンズ28を、射出端122eから凸レンズ28までの距離が凸レンズ28の焦点距離以上となる条件で光軸方向に移動させることができる。 The convex lens 28 is arranged such that the distance from the exit end 122e to the convex lens 28 is equal to or longer than the focal length of the convex lens 28. Therefore, the convex lens 28 converts the divergent light of the laser light into convergent light. The control unit 50 can move the convex lens 28 in the optical axis direction under the condition that the distance from the exit end 122e to the convex lens 28 is equal to or longer than the focal length of the convex lens 28.

Claims (7)

レーザ発振器より射出されたレーザ光のビームパラメータ積を可変させるビームパラメータ積可変装置と、
前記ビームパラメータ積可変装置より射出されたレーザ光のビーム径を可変させるビーム径可変装置と、
正の焦点距離を有し、前記ビーム径可変装置より射出されたレーザ光を集光して板材に照射させる第3のレンズと、
を備え、
前記ビーム径可変装置は、
光軸方向に移動自在とされ、正の焦点距離を有して、レーザ光の射出端より射出されたレーザ光の発散光を収束光に変換する第1のレンズと、
光軸方向に移動自在とされ、負の焦点距離を有して、前記収束光が入射される第2のレンズと、
を有し、
前記第2のレンズは、前記第1のレンズの光軸方向の位置に対応して、前記収束光が集光する位置から前記第1のレンズ側に、前記第2のレンズの焦点距離と同じ距離だけずらした位置に配置されて、前記収束光を平行光に変換するように構成されており、
前記第2のレンズから射出する平行光のビーム径をD、前記ビームパラメータ積可変装置によって設定されるレーザ光のビームパラメータ積をBPP、前記第3のレンズの焦点距離をf、前記第3のレンズによって集光されるレーザ光の集光径をdとしたとき、
式(1)を満たす目標とするビーム径D及び集光径dとするために、
Figure 2017185543
前記ビームパラメータ積可変装置を制御してBPPを所定の値に設定し、かつ、前記第1及び第2のレンズの位置を決定する制御部をさらに備える
ーザ加工機。
A beam parameter product variable device that changes a beam parameter product of laser light emitted from a laser oscillator,
A beam diameter variable device that changes the beam diameter of the laser light emitted from the beam parameter product variable device,
A third lens having a positive focal length and condensing the laser beam emitted from the beam diameter variable device and irradiating the plate material with the laser beam;
With
The beam diameter variable device,
A first lens that is movable in the optical axis direction, has a positive focal length, and converts divergent light of the laser light emitted from the emission end of the laser light into convergent light;
A second lens movable in the optical axis direction, having a negative focal length, and receiving the convergent light;
Has,
The second lens has the same focal length as the second lens from the position where the convergent light is collected to the first lens side, corresponding to the position of the first lens in the optical axis direction. It is arranged at a position shifted by a distance, and is configured to convert the convergent light into parallel light,
The beam diameter of the parallel light emitted from the second lens is D, the beam parameter product of the laser light set by the beam parameter product variable device is BPP, the focal length of the third lens is f, and the third lens is When the focusing diameter of the laser light focused by the lens is d,
In order to set the target beam diameter D and the condensing diameter d that satisfy the expression (1),
Figure 2017185543
The apparatus further includes a control unit that controls the beam parameter product variable device to set BPP to a predetermined value and determines the positions of the first and second lenses.
Les over The processing machine.
前記第1のレンズを移動させるための第1の移動機構と、
前記第2のレンズを移動させるための第2の移動機構と、
前記第1の移動機構を駆動する第1の駆動部と、
前記第2の移動機構を駆動する第2の駆動部と、
をさらに備え、
前記制御部は、前記第1及び第2のレンズを前記板材の加工条件に応じて移動させるよう、前記第1及び第2の駆動部を制御す
求項1に記載のレーザ加工機。
A first moving mechanism for moving the first lens;
A second moving mechanism for moving the second lens;
A first driving unit that drives the first moving mechanism;
A second driving unit that drives the second moving mechanism;
Further comprising
Wherein the control unit, so as to move the first and second lens according to the processing conditions of the plate, that controls the first and second drive unit
Laser processing machine according to Motomeko 1.
前記制御部は、前記板材の板厚が薄いほど集光径を小さくするよう、前記第3のレンズに入射されるレーザ光のビーム径を大きくし、前記板材の板厚が厚いほど集光径を大きくするよう、前記第3のレンズに入射されるレーザ光のビーム径を小さくするよう前記第1及び第2の駆動部を制御する請求項2に記載のレーザ加工機。 The control unit increases the beam diameter D of the laser beam incident on the third lens so that the converging diameter d decreases as the thickness of the plate material decreases. 3. The laser beam machine according to claim 2 , wherein the first and second driving units are controlled to reduce a beam diameter D of the laser light incident on the third lens so as to increase the light diameter d . 4. 前記第1及び第2の駆動部が前記第1及び第2のレンズを移動させても、前記第3のレンズより射出されて前記板材に集光するレーザ光の焦点位置は一定である請求項3に記載のレーザ加工機。The focal position of laser light emitted from the third lens and focused on the plate material is constant even when the first and second driving units move the first and second lenses. 4. The laser beam machine according to 3. 前記第3のレンズは光軸方向に移動自在とされ、レーザ光の焦点位置を変化させるように構成されている請求項1に記載のレーザ加工機。 The third lens is movable in the optical axis direction, the laser processing machine according to Motomeko 1 that is configured to change the focal position of the laser beam. 前記第1のレンズを移動させるための第1の移動機構と、
前記第2のレンズを移動させるための第2の移動機構と、
前記第3のレンズを移動させるための第3の移動機構と、
前記第1の移動機構を駆動する第1の駆動部と、
前記第2の移動機構を駆動する第2の駆動部と、
前記第3の移動機構を駆動する第3の駆動部と、
をさらに備え、
前記制御部は、前記第1のレンズ、前記第2のレンズ、及び、前記第3のレンズを前記板材の加工条件に応じて移動させるよう、前記第1の駆動部、前記第2の駆動部、及び、前記第3の駆動部を制御す
求項5に記載のレーザ加工機。
A first moving mechanism for moving the first lens;
A second moving mechanism for moving the second lens;
A third moving mechanism for moving the third lens;
A first driving unit that drives the first moving mechanism;
A second driving unit that drives the second moving mechanism;
A third driving unit that drives the third moving mechanism;
Further comprising
The control unit is configured to move the first lens, the second lens, and the third lens according to processing conditions of the plate material, the first driving unit, the second driving unit and that controls the third driving unit
Laser processing machine according to Motomeko 5.
前記制御部は、前記板材の板厚が薄いほど集光径dを小さくするよう、前記第3のレンズに入射されるレーザ光のビーム径Dを大きくし、前記板材の板厚が厚いほど集光径dを大きくするよう、前記第3のレンズに入射されるレーザ光のビーム径Dを小さくするよう前記第1及び第2の駆動部を制御する請求項6に記載のレーザ加工機。 The control unit increases the beam diameter D of the laser beam incident on the third lens so that the converging diameter d decreases as the thickness of the plate material decreases. 7. The laser beam machine according to claim 6, wherein the first and second driving units are controlled to reduce a beam diameter D of the laser light incident on the third lens so as to increase the light diameter d .
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