JP2875952B2 - レーザ光分岐装置 - Google Patents

レーザ光分岐装置

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JP2875952B2
JP2875952B2 JP6195367A JP19536794A JP2875952B2 JP 2875952 B2 JP2875952 B2 JP 2875952B2 JP 6195367 A JP6195367 A JP 6195367A JP 19536794 A JP19536794 A JP 19536794A JP 2875952 B2 JP2875952 B2 JP 2875952B2
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光男 石川
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザ装置から放射さ
れたレーザ光を複数に分岐させるレーザ光分岐装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】一般に、レーザ装置は各種の産業分野に
おいて広く利用されている。
【0003】例えば、工作機械の分野においては、レー
ザ光をレンズで集束させて被加工物に放射し、高密度の
熱エネルギによって穴あけ、切断、溶接等の加工を行な
う工作機械の1種として利用されている。
【0004】更に説明すると、組立てライン等において
レーザ装置を用いた多数のロボットを配置し、各レーザ
装置を工程に沿って稼働させて穴あけ、切断、溶接等の
加工を施して所定の組立てを行なうようにされている。
【0005】また、レーザ加工箇所は複数に亘るものが
多く、1台のレーザ装置によって放射されたレーザ光を
複数の分岐ミラーによって所定の比率に分岐して各レー
ザ加工箇所に導いて、複数位置において同時にレーザ加
工を施すようにしている。また、レーザ光の分岐率の変
更も頻繁に要求されている。例えば、被加工物を変更し
たり、被加工物の材質を変更したり、レーザ光のエネル
ギ量を変更する場合等に、レーザ光の分岐率の変更が必
要とされる。
【0006】図4は従来のレーザ光分岐装置の概要を示
しており、レーザ発振器1から放射されるレーザ光Lの
光軸上に、2等分分岐用の分岐ミラー2a、2bと、4
等分分岐用の分岐ミラー3a、3b、3c、3dを配設
している。前記分岐ミラー2a、2bは、それぞれ入射
されるレーザ光量の50%、100%を反射するように
形成されている。また、前記分岐ミラー3a、3b、3
c、3dは、それぞれ入射されるレーザ光量のほぼ25
%、33%、50%、100%を反射するように形成さ
れている。2等分分岐用の分岐ミラー2a、2bは、図
4の実線に示すレーザ光Lの光軸上の分岐位置と、同図
の鎖線に示す当該光軸を外れた退避位置とを移動自在に
形成されている。2等分分岐用の分岐ミラー2a、2b
が分岐位置にある時には、分岐ミラー2a、2bによっ
てレーザ光は2等分に分岐される。2等分分岐用の分岐
ミラー2a、2bが退避位置にある時には、分岐ミラー
3a、3b、3c、3dによってレーザ光は4等分に分
岐される。このようにして4等分に分岐されたレーザ光
は、4本の光ファイバ4a、4b、4c、4dによって
4個の出射ユニット5a、5b、5c、5dに導かれ
て、4箇所の加工位置において被加工物6に対して所定
の加工を施すようにされている。2等分に分岐されたレ
ーザ光により加工を行なう場合には、2本の光ファイバ
4a、4bを分岐ミラー3a、3bから分岐ミラー2
a、2bに接続するように取替えて、所定の加工を行な
うようにする。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来のレーザ光分岐装置においては、2等分分岐用の分岐
ミラー2a、2bと、4等分分岐用の分岐ミラー3a、
3b、3c、3dとを1直線上に配設しているために、
レーザ発振器1から最遠部の分岐ミラー3dまでの光路
長が長くなり、各分岐ミラーによる分岐率のバランスが
取り難くなってしまったり、全体構成が長尺で大型なも
のとなってしまうものであった。また、加工箇所を同一
に保持したままで、分岐率を変更する場合には、前述し
たように2本の光ファイバ4a、4bを分岐ミラー3
a、3bと分岐ミラー2a、2bとの間で接続を取替え
る必要がある。この取替え作業には時間がかかり、しか
も、光ファイバ4a、4bの入射側の接続を変えると、
各分岐ミラー2a、2b、3a、3bからのレーザ光L
が正確に光ファイバ4a、4bの入射側端面に入射され
るように入射調整する必要があり、ますます時間がかか
り、迅速な取替えができなかった。
【0008】本発明は、これらの点に鑑みてなされたも
のであり、分岐率のバランスを簡単に適正なものとする
ことができ、光ファイバの接続状態を取替えないで分岐
率の変更を行なうことができ、しかも分岐率の変更を迅
速に行なうことができ、全体構成も小型に形成すること
ができるレーザ光分岐装置を提供することを目的とす
る。
【0009】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明のレーザ光分岐装置は、レーザ光の光軸上に
レーザ光を分岐する複数の分岐位置にそれぞれ分岐ミラ
ーを配設したレーザ光分岐装置において、前記分岐ミラ
ーは、前記分岐位置中の一部の複数の分岐位置におい
て、分岐ミラーを移動させるミラーシフトユニットによ
って、それぞれ少なくとも2個の分岐率が異なる分岐ミ
ラーを当該一部の複数の各分岐位置に対してそれぞれが
互いに同時に位置交換自在に配設されているとともに、
前記分岐位置中の前記一部の複数の分岐位置を除いた
他の分岐位置において固定的に配設されていることを特
徴とする。
【0010】
【作用】本発明によれば、分岐ミラーを移動させるミラ
ーシフトユニットによって、一部の複数の分岐位置にお
いて、それぞれ少なくとも2個の分岐率が異なる分岐ミ
ラーを当該一部の複数の各分岐位置に対してそれぞれが
互いに同時に位置交換することにより、他の固定的に配
設されている分岐ミラーとあいまって、光ファイバの接
続を取替えないで、分岐率を簡単に変更することができ
る。
【0011】
【実施例】以下、本発明の実施例を図1から図3に示す
実施例について説明する。
【0012】図1から図3は本発明の1実施例を示す。
【0013】本実施例においては、レーザ装置の本体1
1に例えばYAGレーザを発生させるレーザ発振器12
を設け、このレーザ発振器12から放射されるレーザ光
Lを最大で4等分に分岐できるように形成されている。
すなわち、レーザ発振器12から放射されるレーザ光L
の光軸上に4箇所の分岐位置13a、13b、13c、
13dを設定し、レーザ発振器12に近い2箇所の分岐
位置13a、13bには、2等分分岐用の分岐ミラー1
4a、14bと、4等分分岐用の分岐ミラー15a、1
5b、15c、15dのうちの手前側の2個の分岐ミラ
ー15a、15bとを位置交換自在に配設している。他
の2箇所の分岐位置13c、13dには、4等分分岐用
の分岐ミラー15a、15b、15c、15dのうちの
奥側の2個の分岐ミラー15c、15dを固定的に設置
している。前記分岐ミラー14a、14bは、それぞれ
入射されるレーザ光量の50%、100%を反射するよ
うに形成されている。また、前記分岐ミラー15a、1
5b、15c、15dは、それぞれ入射されるレーザ光
量のほぼ25%、33%、50%、100%を反射する
ように形成されている。前記2等分分岐用の分岐ミラー
14a、14bと、4等分分岐用の分岐ミラー15a、
15bとは、これらを2箇所の分岐位置13a、13b
に位置交換させるミラーシフトユニット16の略矩形の
移動体17上に、各分岐位置13a、13bを通り、か
つ、光軸に対して左側に45度に傾斜している線分(以
下、シフト方向という)に沿って設置されている。この
移動体17はシフト方向に平行に配設されている2本の
レール18、18上を当該シフト方向に往復移動自在に
載置されている。この移動体17の駆動は、手動によっ
て行なってもよく、また、電磁アクチュエータ、空気圧
シリンダ等の機械的駆動機構(図示せず)により駆動す
るようにしてもよい。また、2箇所の分岐位置13a、
13bと各分岐ミラー14a、14b、15a、15b
とが正確に合致したことを検出するフォトダイオード等
の確認センサ19を設けて、この確認センサ19から検
出信号が発せられた時に、前記移動体17の移動を停止
させるようにするとよい。各分岐位置13a、13b、
13c、13dにおいて光路を90度変更するように反
射されたレーザ光は、それぞれ集光レンズ20a、20
b、20c、20dによって各入射ユニット21a、2
1b、21c、21dに接続されている各光ファイバ2
2a、22b、22c、22dの端面に収束させられる
ように形成されている。各分岐ミラー14a、14b、
15a、15b、15c、15dおいて反射されて各集
光レンズ20a、20b、20c、20dに向かうレー
ザ光の光路には、レーザ光のエネルギ量のバランスを調
整するための減衰板23a、23b、24a、24b、
24c、24dが設置されている。4個の減衰板23
a、23b、24a、24bは前記移動体17上に設置
されている。更に詳しく説明すると、各減衰板は、例え
ば図3に代表して示す減衰板23aのように、レーザ光
の光軸に対して傾斜するようにして移動体17上に固着
されている保持ブラケット25の透孔26に装着されて
おり、減衰板23aからの反射光を分岐ミラー14aに
戻さずに、下方に反射させて、反射光が分岐ミラー14
aに戻ることによる不都合を解消するようにしている。
反射光が分岐ミラー14aに戻ると、レーザ系の外部に
漏れて人体に触れたり、レーザ発信器12のセンサユニ
ットまで戻って出力異常を発生させることがあったが、
本実施例によればこれらの不都合は全く発生しない。減
衰板23aから下方に反射されたレーザ光は、同様に移
動体17上に固着された遮光板27によってその先への
進行を阻止される。この遮光板27に代えて光吸収体を
設けて、反射されたレーザ光を吸収して、前記不都合の
発生を阻止するようにしてもよい。各光ファイバ22
a、22b、22c、22dの他端には、それぞれレン
ズ(図示せず)が内蔵されている出射ユニット28a、
28b、28c、28dが接続されている。各出射ユニ
ット28a、28b、28c、28dは固定的に設置さ
れたり、工業用ロボットの可動アームの先端等に設置さ
れている。
【0014】次に、本実施例の作用を説明する。
【0015】まず、レーザ発振器12により放射された
レーザ光を2等分して所定のレーザ加工を施す場合に
は、図1に示すように、2等分分岐用の分岐ミラー14
a、14bを2つの分岐位置13a、13bに合致させ
るように移動体17を移動させて、固定する。
【0016】この状態でレーザ発振器12によりレーザ
光を放射させると、レーザ光は2個の分岐ミラー14
a、14bにより光量を2等分に分岐され、その後、各
減衰板23a、23b、各集光レンズ20a、20bお
よび各光ファイバ22a、22bを順に通して各出射ユ
ニット28a、28bに導かれ、2個の出射ユニット2
8a、28bによる同時のレーザ加工に供される。本実
施例においては、図示しない2軸ロボットにより治具2
9に保持した被加工物30をx−y方向に移動させて、
溶接等のレーザ加工を施すように形成されている。
【0017】一方、レーザ発振器12により放射された
レーザ光を4等分して所定のレーザ加工を施す場合に
は、図2に示すように、4等分分岐用の分岐ミラー15
a、15bを2つの分岐位置13a、13bに合致させ
るように移動体17を移動させて、固定する。
【0018】この状態でレーザ発振器12によりレーザ
光を放射させると、レーザ光は4個の分岐ミラー15
a、15b、15c、15dにより光量を4等分に分岐
され、その後、各減衰板24a、24b、24c、24
d、各集光レンズ20a、20b、20c、20dおよ
び各光ファイバ22a、22b、22c、22dを順に
通して各出射ユニット28a、28b、28c、28d
に導かれ、4個の出射ユニット28a、28b、28
c、28dによる同時のレーザ加工に供される。
【0019】このように本実施例によれば、レーザ光の
分岐率を変更しても、光ファイバ22a、22bの接続
状態を変更することなく、同一の出射ユニット28a、
28bにレーザ光を導くことができ、分岐率の変更を迅
速に行なうことができる。また、レーザ発振器12から
放出されたレーザ光の光軸上には4個の分岐位置13
a、13b、13c、13dのみしか設けていないため
に、前記従来例に比較して2個分の分岐ミラーを設置す
るスペースを小型にすることができ、しかも分岐率のバ
ランスも調整しやすくなり、簡単に適正な分岐率を得る
ことができる。
【0020】なお、前記実施例においては、2箇所の分
岐位置13a、13bに、2個の2等分分岐用の分岐ミ
ラー14a、14bと、2個の4等分分岐用の分岐ミラ
ー15a、15bとを位置交換自在に配設しているが、
1個若しくは3個以上の分岐ミラーを同様にして位置交
換自在に配設してもよい。
【0021】また、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、必要に応じて変更することができる。
【0022】
【発明の効果】このように本発明のレーザ光分岐装置は
構成され、作用するものであるから、分岐率のバランス
を簡単に適正なものとすることができ、光ファイバの接
続状態を取替えないで分岐率の変更を行なうことがで
き、しかも分岐率の変更を迅速に行なうことができ、更
に全体構成も小型に形成することができる等の効果を奏
する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のレーザ光分岐装置を適用したレーザ装
置の2等分の分岐状態を示す平面図
【図2】4等分の分岐状態を示す図1と同様の図
【図3】減衰板の実施例を示す側面図
【図4】従来のレーザ光分岐装置を示す平面図
【符号の説明】
12 レーザ光発振器 13a〜d 分岐位置 14a、b、15a〜d 分岐ミラー 16 ミラーシフトユニット

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 レーザ光の光軸上にレーザ光を分岐する
    複数の分岐位置にそれぞれ分岐ミラーを配設したレーザ
    光分岐装置において、 前記分岐ミラーは、前記分岐位置中の一部の複数の分
    岐位置において、分岐ミラーを移動させるミラーシフト
    ユニットによって、それぞれ少なくとも2個の分岐率が
    異なる分岐ミラーを当該一部の複数の各分岐位置に対し
    それぞれが互いに同時に位置交換自在に配設されてい
    るとともに、前記分岐位置中の前記一部の複数の分岐
    位置を除いた他の分岐位置において固定的に配設されて
    いることを特徴とするレーザ光分岐装置。
JP6195367A 1994-08-19 1994-08-19 レーザ光分岐装置 Expired - Lifetime JP2875952B2 (ja)

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JPH0857677A JPH0857677A (ja) 1996-03-05
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015145609A1 (ja) * 2014-03-26 2015-10-01 株式会社島津製作所 レーザ装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015145609A1 (ja) * 2014-03-26 2015-10-01 株式会社島津製作所 レーザ装置

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JPH0857677A (ja) 1996-03-05

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