JP3006348B2 - Laser processing equipment - Google Patents

Laser processing equipment

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JP3006348B2
JP3006348B2 JP5116909A JP11690993A JP3006348B2 JP 3006348 B2 JP3006348 B2 JP 3006348B2 JP 5116909 A JP5116909 A JP 5116909A JP 11690993 A JP11690993 A JP 11690993A JP 3006348 B2 JP3006348 B2 JP 3006348B2
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processing
laser
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laser light
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元 小田
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、レーザビームを用い
て、穴加工、パターン加工、切断等を行うためのレーザ
加工装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser processing apparatus for performing hole processing, pattern processing, cutting, and the like using a laser beam.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、レーザビームを用いた加工の研究
開発は、炭酸ガスレーザやYAGレーザを中心に盛んに
行われるようになり、その応用分野としても、特に、金
属板加工分野において、加工方法として確立されてきつ
つある。
2. Description of the Related Art In recent years, research and development of processing using a laser beam has been actively carried out mainly on a carbon dioxide gas laser and a YAG laser. It is being established as.

【0003】更に、最近では、紫外領域の発振波長を有
するエキシマレーザの加工応用が検討されてきている。
Further, recently, processing applications of excimer lasers having an oscillation wavelength in the ultraviolet region have been studied.

【0004】このエキシマレーザは、炭酸ガスレーザ、
YAGレーザ等と比較して波長が短いため微細加工に適
している。
[0004] This excimer laser is a carbon dioxide gas laser,
Since the wavelength is shorter than that of a YAG laser or the like, it is suitable for fine processing.

【0005】又、その加工のメカニズムは、いわゆる熱
加工ではなく、高いフォトンエネルギーを利用した非熱
加工(いわゆるアブレーション加工)であるため、加工
形状が極めて美しく、かつパルス発振による加工である
ため、パルス数によって加工量の制御が容易に行えると
いう特徴を有している。
The mechanism of the processing is not so-called thermal processing but non-thermal processing using high photon energy (so-called ablation processing). Therefore, the processing shape is extremely beautiful, and processing by pulse oscillation is performed. The feature is that the amount of processing can be easily controlled by the number of pulses.

【0006】そして、その量産化を睨んで、一台のレー
ザが、多数の加工ヘッドを有するように構成された加工
装置も開発されてきている。
[0006] In view of mass production, a processing apparatus in which one laser has a plurality of processing heads has been developed.

【0007】その例として、特開昭61−193794
号公報に示される構成がある。図3に、その具体的構成
を示す。
As an example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-193794 is disclosed.
There is a configuration shown in Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. H10-26095. FIG. 3 shows a specific configuration thereof.

【0008】図3において、701はレーザ光源、70
2は集光レンズ、703はミキシングロッド、704、
705は光ファイバ束、706は加工ヘッド、707は
制御テーブル、708は焦点レンズ、709は被加工材
料、710はNC制御装置、及び711は位置決めテー
ブルである。
In FIG. 3, reference numeral 701 denotes a laser light source;
2 is a condenser lens, 703 is a mixing rod, 704,
705 is an optical fiber bundle, 706 is a processing head, 707 is a control table, 708 is a focus lens, 709 is a work material, 710 is an NC controller, and 711 is a positioning table.

【0009】このような構成において、まず、レーザ光
源701から発振された光は、集光レンズ702を経
て、ミキシングロッド703に導入される。
In such a configuration, first, the light oscillated from the laser light source 701 is introduced into the mixing rod 703 through the condenser lens 702.

【0010】このミキシングロッド703の他端は、多
数本の光ファイバーの束である光ファイバー束704と
なり、この光ファイバー束704は、更に、小束の光フ
ァイバー束705に分割され、各ヘッド706に連結、
固定され、その固定された先端には、焦点レンズ708
がそれぞれ設置されている。
The other end of the mixing rod 703 becomes an optical fiber bundle 704, which is a bundle of a number of optical fibers.
It is fixed, and the fixed tip has a focusing lens 708
Are installed respectively.

【0011】又、位置決めテーブル711は、上下動可
能であり、ミキシングロッド703、光ファイバ束70
4、705、及び焦点レンズ708を経たレーザ光の焦
点上に、被加工材料709の位置決めができるように構
成されている。
The positioning table 711 can be moved up and down, and the mixing rod 703 and the optical fiber bundle 70
It is configured so that the workpiece 709 can be positioned on the focal point of the laser beam that has passed through the lens 4, 705, and the focusing lens 708.

【0012】一方、加工ヘッド706は、制御テーブル
707の任意の位置に予め保持されており、NC制御装
置710により制御テーブル707を移動することによ
り、輪郭制御される。
On the other hand, the processing head 706 is held at an arbitrary position on the control table 707 in advance, and the contour is controlled by moving the control table 707 by the NC control device 710.

【0013】この従来例の構成においては、ヘッドの数
だけ、連続的に、被加工物を同時加工することを可能と
している。
In the structure of this conventional example, it is possible to simultaneously process the workpieces by the number of heads continuously.

【0014】更に、レーザ光の被加工物への焦点合わせ
の方法は、従来から数種類提案されている。
Furthermore, several methods of focusing a laser beam on a workpiece have been conventionally proposed.

【0015】例えば、反射レーザ光を再反射させてその
強度を検出する方法(特開昭59−73192号公
報)、加工ヘッドに投光手段と受光手段とを配置する方
法(特開昭61−108484号公報)等があげられ
る。
For example, a method of detecting the intensity of reflected laser light by re-reflecting the reflected laser light (Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-73192), a method of arranging a light projecting means and a light receiving means on a working head (Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-73192). 108484) and the like.

【0016】ここでは前者を例にとり説明をする。図4
に、その具体的構成を示す。
Here, the former will be described as an example. FIG.
The specific configuration is shown in FIG.

【0017】801はレーザ発振器、802はレーザ
光、803はビームスプリッタ、804はパワーメー
タ、805はミラー、806はレンズ、807は被加工
物、808はパワーメータ、809は調整ネジ、及び8
10は被加工物載置台である。
Reference numeral 801 denotes a laser oscillator, 802 denotes a laser beam, 803 denotes a beam splitter, 804 denotes a power meter, 805 denotes a mirror, 806 denotes a lens, 806 denotes a workpiece, 808 denotes a power meter, 809 denotes an adjustment screw, and 809 denotes an adjustment screw.
Reference numeral 10 denotes a workpiece mounting table.

【0018】このような構成において、レーザ発振器8
01からレーザ光802を射出すると、その一部はビー
ムスプリッタ803で反射されて、パワーメータ804
に入射する。
In such a configuration, the laser oscillator 8
When the laser beam 802 is emitted from the light source 01, a part thereof is reflected by the beam splitter 803,
Incident on.

【0019】この入射光は、レーザ光802の強度測定
に利用される。一方で、ビームスプリッタ803を透過
したレーザ光802は、ミラー805で反射してレンズ
806を経て加工物807の表面に集光する。
This incident light is used for measuring the intensity of the laser light 802. On the other hand, the laser beam 802 transmitted through the beam splitter 803 is reflected by a mirror 805 and condensed on a surface of a workpiece 807 via a lens 806.

【0020】そして、レーザ光802の焦点位置に被加
工物807がなく、被加工物が受ける光強度が弱い場合
は、レーザ光802は、被加工物807によって反射さ
れて、ビームスプリッタ803に戻り、再びビームスプ
リッタ803で反射されパワーメータ808に入射す
る。
When the workpiece 807 is not located at the focal position of the laser beam 802 and the light intensity received by the workpiece is low, the laser beam 802 is reflected by the workpiece 807 and returns to the beam splitter 803. Are reflected again by the beam splitter 803 and enter the power meter 808.

【0021】ここで、調整ネジ809を適当に調整し
て、パワーメータ808の検出値を最大値に設定し、こ
のように最大値に調整することにより、レーザ光802
の焦点が被加工物807表面に正確に結ばれ、加工が行
なわれるというものである。
Here, by appropriately adjusting the adjusting screw 809, the detection value of the power meter 808 is set to the maximum value, and the laser light 802 is adjusted by adjusting the detection value to the maximum value.
Is precisely focused on the surface of the workpiece 807, and the processing is performed.

【0022】[0022]

【発明が解決しようとする課題】図3で示した一台のレ
ーザが、多数の加工ヘッドを有する加工装置において、
加工精度に重要な焦点の位置決めは、位置決めテーブル
711の上下駆動によって行われている。
In a processing apparatus having a plurality of processing heads, one laser shown in FIG.
The positioning of the focal point, which is important for the processing accuracy, is performed by driving the positioning table 711 up and down.

【0023】しかし、実際には、焦点レンズ708の個
々の特性のバラツキ、各ヘッド706取付精度、あるい
は小束光ファイバー705の特性のバラツキ等により、
わずかながら、各々で焦点位置のバラツキが生じてく
る。
However, in practice, due to variations in individual characteristics of the focus lens 708, mounting accuracy of each head 706, or variations in characteristics of the small bundle optical fiber 705, etc.
Although slightly, the focal position varies in each case.

【0024】更に、位置決めテーブル711の精度は得
られても、それに搭載される被加工材料709の交換時
の取付精度、又、材料自身の形状バラツキ等で、各ヘッ
ド706下での加工面は、焦点位置と同一に保たれ得な
いのが通常である。
Further, even if the accuracy of the positioning table 711 can be obtained, the processing surface under each head 706 may vary depending on the mounting accuracy at the time of replacement of the work material 709 mounted thereon and the shape variation of the material itself. Usually, it cannot be kept the same as the focal position.

【0025】従って、高い加工精度を得るためには、小
束光ファイバーを含めた各ヘッドにおいて独立した調整
機構が必要となる。
Therefore, in order to obtain high processing accuracy, an independent adjustment mechanism is required for each head including the small bundle optical fiber.

【0026】ただし、加工ヘッドの数が増えてくると図
4で示した構成、あるいは特開昭61−108484号
公報において開示される構成では、焦点調整機構が複
雑、大掛かりとなり加工装置そのものの大きさ、コスト
の点で問題が生じてくる。
However, as the number of processing heads increases, the configuration shown in FIG. 4 or the configuration disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-108484 requires a complicated and large-scale focus adjustment mechanism, and the size of the processing apparatus itself becomes large. Now, problems arise in terms of cost.

【0027】又、調整時、光ファイバーが動くことによ
って光ファイバーから出たビームの形状が変化し、加工
品質の劣化に結びつく場合がある。
Also, during the adjustment, the shape of the beam emitted from the optical fiber may change due to the movement of the optical fiber, which may lead to a deterioration in processing quality.

【0028】一方、加工精度の点からは焦点深度も問題
になってくる。即ち、図3のような構成において小束光
ファイバー705からの光の広がり角が特性のバラツキ
で各々異なることは一般的であり、そうなった場合に
は、焦点レンズ708個々での集光角度が異なることを
意味する。
On the other hand, the depth of focus also poses a problem in terms of processing accuracy. That is, in the configuration as shown in FIG. 3, it is general that the spread angle of the light from the small bundle optical fiber 705 is different due to the variation of the characteristic. In such a case, the condensing angle of each of the focus lenses 708 becomes smaller. It means different.

【0029】このことは、焦点深度のバラツキを意味
し、結果として加工形状が互いに異なってしまう。
This means a variation in the depth of focus, and as a result, the processed shapes are different from each other.

【0030】特に、厚い材料を加工する場合には、その
深さ方向に形状の変化が増大してしまう。
In particular, when processing a thick material, the change in shape increases in the depth direction.

【0031】従って、良好な加工形状を、各ヘッド間で
均一に保つためには、各光ファイバーの光の広がり角
を、小さく且つ一定に保つ必要がある。
Therefore, in order to keep a good processed shape uniform between the heads, it is necessary to keep the light divergence angle of each optical fiber small and constant.

【0032】[0032]

【0033】[0033]

【0034】[0034]

【0035】[0035]

【課題を解決するための手段】 上記課題を解決するため
に、本発明は、 複数のファイバーを用いたレーザ加工装
置であって、加工ヘッド内のレンズ位置でのファイバー
からレンズ系に入るレーザ光の広がり直径をレンズ有効
直径より大きい構成としたレーザ加工装置である。
[Means for Solving the Problems] In order to solve the above-mentioned problems
The present invention also relates to a laser processing apparatus using a plurality of fibers, the laser processing apparatus having a configuration in which the spread diameter of laser light entering the lens system from the fiber at the lens position in the processing head is larger than the lens effective diameter. It is.

【0036】又、この場合、レンズの有効直径外を通過
すべきレーザ光を、加工ヘッドの内面で遮蔽する。
Further, in this case, the laser light that should pass outside the effective diameter of the lens is shielded by the inner surface of the processing head.

【0037】[0037]

【0038】[0038]

【作用】 上記構成により、 複数の加工ヘッドの焦点レン
ズの集光角度が一定になり、その結果ヘッド間での加工
特性のバラツキを抑制する。
According to the above arrangement, the converging angles of the focus lenses of the plurality of processing heads become constant, and as a result, variations in processing characteristics among the heads are suppressed.

【0039】更に、レンズ径を小さくすることによっ
て、高アスペクト比の加工が可能となる。
Further, by reducing the lens diameter, processing with a high aspect ratio becomes possible.

【0040】[0040]

【実施例】(参考例1) 以下、本発明について図面を参照して説明する。Embodiment ( Reference Example 1 ) Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings.

【0041】図1は、本発明の参考例のレーザ加工装置
の加工ヘッド部分を示した断面図である。107を上下
に移動させることによって行う。
FIG. 1 is a sectional view showing a processing head of a laser processing apparatus according to a reference example of the present invention. This is done by moving 107 up and down.

【0042】図1において、101は光ファイバー、1
02はファイバーホルダー、103はファイバー取付
板、104は支持板、105は上下調整機構、106は
加工ヘッド取付板、107は加工ヘッド、108は焦点
レンズ、109は被加工物、及び110はテーブルであ
る。
In FIG. 1, reference numeral 101 denotes an optical fiber,
02 is a fiber holder, 103 is a fiber mounting plate, 104 is a support plate, 105 is a vertical adjustment mechanism, 106 is a processing head mounting plate, 107 is a processing head, 108 is a focusing lens, 109 is a workpiece, and 110 is a table. is there.

【0043】この構成において、まず、不図示のレーザ
発振器から発振されたレーザ光は、不図示の均一光学系
でビームの整形をされた後、複数の光ファイバー101
に導入される。
In this configuration, first, a laser beam oscillated from a laser oscillator (not shown) is shaped into a beam by a uniform optical system (not shown).
Will be introduced.

【0044】光ファイバー101の各々の先端部には、
ファイバーホルダー102が設けられ、このファイバー
ホルダー102は、ファイバー取付板103に固定さ
れ、且つ支持板104を介して、最終的には共通の加工
ヘッド取付板106に固定されている。
At the tip of each optical fiber 101,
A fiber holder 102 is provided. The fiber holder 102 is fixed to a fiber mounting plate 103 and is finally fixed to a common processing head mounting plate 106 via a support plate 104.

【0045】そして、このファイバー取付板103に
は、回転式の上下調整機構105が設置されている。
The fiber mounting plate 103 is provided with a rotary up-down adjustment mechanism 105.

【0046】又、上下調整機構105には、加工ヘッド
107が取付られ、その加工ヘッド107の内部には、
焦点レンズ108が、ファイバー101の中心と同軸に
なるように組込まれている。
A processing head 107 is mounted on the vertical adjustment mechanism 105, and inside the processing head 107,
A focusing lens 108 is incorporated so as to be coaxial with the center of the fiber 101.

【0047】この上下調整機構105は、回転させるこ
とによって、微小な上下の変位を加工ヘッド107に伝
達できる構成となっている。
The vertical adjustment mechanism 105 is configured to transmit a small vertical displacement to the processing head 107 by rotating.

【0048】又、被加工物109は、各ヘッド107に
対応して、テーブル110にセットされる。
The workpiece 109 is set on the table 110 corresponding to each head 107.

【0049】ここで、テーブル110を加工位置のデー
タに従い、不図示の制御装置によりX、Y方向の所望位
置に移動させるとともに、ファイバー101から射出し
た光を焦点レンズ108を介して被加工物109に照射
させ、被加工物109の所望の位置への加工を実施す
る。
Here, the table 110 is moved to a desired position in the X and Y directions by a control device (not shown) in accordance with the data of the processing position, and the light emitted from the fiber 101 is passed through the focusing lens 108 to the workpiece 109. To process the workpiece 109 to a desired position.

【0050】上記の構成において、焦点位置の調整は、
上下調整機構105を回転させ、加工ヘッド107を上
下に移動させることによって行う。
In the above configuration, the adjustment of the focal position is performed by
This is performed by rotating the vertical adjustment mechanism 105 and moving the processing head 107 up and down.

【0051】又、この際、ファイバー101の端面は移
動せず固定されている。この構成により、従来のテーブ
ル110を上下させ、焦点位置の調整を行う方式では充
分に対応しきれないバラツキ、つまり各加工ヘッド10
7を構成する部品、被加工物の特性、形状、取付、組立
等に依存して発生するバラツキに対処可能となり、各被
加工物109毎に焦点位置を正確に合わせることができ
る。
At this time, the end face of the fiber 101 is fixed without moving. With this configuration, the conventional method of moving the table 110 up and down and adjusting the focal position cannot sufficiently cope with the variation, that is, each processing head 10
Variations that occur depending on the characteristics, shape, mounting, assembly, etc. of the components constituting the workpiece 7 and the workpiece can be dealt with, and the focal position can be accurately adjusted for each workpiece 109.

【0052】一方、本実施例の場合、ファイバー系を含
めた加工ヘッド全体を上下に移動させて焦点調整する方
式も考えられるが、この方式であると、ファイバー自体
も移動し、ファイバーから射出するビーム形状が変化す
る可能性があり、好ましいとはいえない。
On the other hand, in the case of this embodiment, a method is also conceivable in which the entire processing head including the fiber system is moved up and down to adjust the focus. However, in this system, the fiber itself also moves and is ejected from the fiber. The beam shape may change, which is not preferable.

【0053】更に、機構的にも加工ヘッド全体を移動し
なくてはならないため、複雑となってしまう。
Further, since the entire processing head must be moved mechanically, the structure becomes complicated.

【0054】これに対して、本実施例の構造であると、
極めて簡便な構成で精度の高い焦点の位置合わせが可能
となり、且つビーム形状も変動しないため被加工物の加
工形状も期待通りのものが得られる。
On the other hand, according to the structure of this embodiment,
An extremely simple configuration enables highly accurate focal point alignment, and the beam shape does not change, so that the processed shape of the workpiece can be obtained as expected.

【0055】さて、本実施例について厳密な検討を行な
うと、光ファイバー101の端面を固定させ焦点を調整
させた場合は、被加工物109の加工形状が、多少変化
することが考えられる。
When the present embodiment is strictly studied, it is conceivable that the processing shape of the workpiece 109 changes slightly when the end face of the optical fiber 101 is fixed and the focus is adjusted.

【0056】しかし、先に説明した加工ヘッド107を
構成する部品、加工物の特性、形状、取付、組立等上で
発生するのバラツキを吸収するための調整の範囲内で
は、現実問題としては、ほとんど影響のない無視し得る
レベルである。
However, within the range of adjustment for absorbing variations occurring in the characteristics, shape, mounting, assembly, etc. of the components and workpieces constituting the processing head 107 described above, as a practical problem, A negligible level with little effect.

【0057】以上のように、本実施例によれば、複数の
光ファイバーを用いたレーザ加工装置の焦点調整機構と
して、固定されたファイバー端面に対し、レンズ系を内
部に構成した加工ヘッドを上下に微調させる回転式調整
機構を設けることにより、加工特性が均一であり、しか
も簡便な焦点調整機構を得ることができる。
As described above, according to the present embodiment, as a focus adjusting mechanism of a laser processing apparatus using a plurality of optical fibers, a processing head having a lens system inside is vertically moved with respect to a fixed fiber end face. By providing a rotary adjustment mechanism for fine adjustment, it is possible to obtain a simple focus adjustment mechanism with uniform processing characteristics.

【0058】なお、本実施例においては、複数の光ファ
イバーに対応した複数の加工ヘッドを有する構成につい
て説明したが、単一の光ファイバー、加工ヘッドの組み
合せの構成に適用しても、簡便な上下方向の位置調整機
構を実現することはもちろんである。
In the present embodiment, a configuration having a plurality of processing heads corresponding to a plurality of optical fibers has been described. Of course, the position adjustment mechanism is realized.

【0059】(実施例1) 本発明の第1の実施例について、図2を参照して説明す
る。
( Embodiment 1 ) A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0060】図2は、本発明の第1の実施例のレーザ加
工装置における加工ヘッド部分を示した断面図である。
FIG. 2 is a sectional view showing a processing head portion in the laser processing apparatus according to the first embodiment of the present invention.

【0061】201は光ファイバー、202はファイバ
ーホルダー、203は焦点レンズ、204は加工ヘッ
ド、205は加工ヘッド取付板、206は被加工物、及
び207はテーブルである。
Reference numeral 201 denotes an optical fiber, 202 denotes a fiber holder, 203 denotes a focus lens, 204 denotes a processing head, 205 denotes a processing head mounting plate, 206 denotes a workpiece, and 207 denotes a table.

【0062】このような構成において、不図示のレーザ
発振器から発振されたレーザ光は、不図示の均一光学系
でビームの整形を行った後、複数の光ファイバー201
に分割されて導入される。
In such a configuration, after a laser beam oscillated from a laser oscillator (not shown) is shaped by a uniform optical system (not shown), a plurality of optical fibers 201 are formed.
It is divided and introduced.

【0063】この光ファイバー201の先端部には、フ
ァイバーホルダー202が設けられ、このファイバーホ
ルダー202は、加工ヘッド204に固定されている。
At the end of the optical fiber 201, a fiber holder 202 is provided, and the fiber holder 202 is fixed to a processing head 204.

【0064】この加工ヘッド204の内部には、焦点レ
ンズ203が設けられ、この焦点レンズ203により、
光ファイバー201の射出端面の像を、被加工物206
の加工されるべき表面に、縮小投影して加工を行う。
A focusing lens 203 is provided inside the processing head 204, and the focusing lens 203
The image of the exit end face of the optical fiber 201 is transferred to the workpiece 206.
Processing is performed by reducing and projecting on the surface to be processed.

【0065】一般に、複数の光ファイバー201から出
射された光の広がり角には、光ファイバ201の寸法、
配置形状等に依存するバラツキが存在する。このバラツ
キにより、出射角は、代表的にθ1、θ2、θ3で示され
るように互いに異なった大きさとなってしまう。
Generally, the divergence angle of the light emitted from the plurality of optical fibers 201 depends on the dimensions of the optical fibers 201,
There is variation depending on the arrangement shape and the like. Due to this variation, the emission angles are different from each other as typically represented by θ 1 , θ 2 , and θ 3 .

【0066】そこで、本実施例においては、集光レンズ
203の有効直径を、焦点レンズ203に対して光ファ
イバー201の射出端から射出される光の、焦点レンズ
203の位置における広がり直径よりも小さくなるよう
に設定する。
Therefore, in this embodiment, the effective diameter of the condenser lens 203 is smaller than the diameter of the light emitted from the exit end of the optical fiber 201 to the focus lens 203 at the position of the focus lens 203. Set as follows.

【0067】このように設定することにより、複数の光
ファイバー201から出射された光の広がり角がバラツ
キをもったとしても、その焦点レンズ203における広
がり直径が、焦点レンズ203の有効直径より大きくな
り、有効直径の外側に位置するレーザ光は、加工ヘッド
204の内側の面で遮蔽され、有効直径の内側にあるレ
ーザ光のみが焦点レンズ203を通過し、結果として集
光角θがすべての加工ヘッド204において等しくな
る。
By setting in this way, even if the spread angles of the light emitted from the plurality of optical fibers 201 vary, the spread diameter of the focus lens 203 becomes larger than the effective diameter of the focus lens 203. The laser beam located outside the effective diameter is blocked by the inner surface of the processing head 204, and only the laser beam located inside the effective diameter passes through the focusing lens 203. Equal at 204.

【0068】このように、集光角θを一定にすると、各
被加工物207の深さ方向の形状の変化が一定となり、
加工品質の均一性がきわめて向上する。
As described above, when the converging angle θ is constant, the change of the shape of each workpiece 207 in the depth direction becomes constant,
Processing quality uniformity is greatly improved.

【0069】従って、本実施例における構成は、複数の
加工ヘッドを用いて、複数の加工を同時に行う場合の有
力な構成である。
Therefore, the configuration of the present embodiment is an effective configuration in a case where a plurality of processings are performed simultaneously using a plurality of processing heads.

【0070】確かに、光の有効利用の観点からは、光フ
ァイバー201からの光を全部焦点レンズ203に入る
ように設定するほうが好ましいが、本実施例の構成にお
いて、焦点レンズ203で蹴られる光量は、実質上加工
の速度、精度等に対して影響を与える程度ではなく、
又、それ以上に、集光角θが各加工ヘッド間で一致し、
結果として加工品質が均一にそろうメリットの方が大き
い。
Indeed, from the viewpoint of effective use of light, it is preferable to set all the light from the optical fiber 201 to enter the focusing lens 203. However, in the configuration of this embodiment, the amount of light kicked by the focusing lens 203 is , Not to the extent that it substantially affects processing speed, accuracy, etc.
In addition, the focusing angle θ is more consistent between the processing heads,
As a result, the merit of uniform processing quality is greater.

【0071】本実施例においては、ファイバーからの光
の広がり角のバラツキを実質上抑える構成を実現するこ
とにより、きわめて効果的に、光ファイバーを用いた多
軸加工において加工品質の安定化を達成している。
In the present embodiment, by realizing a configuration in which the variation of the spread angle of light from the fiber is substantially suppressed, the processing quality can be extremely effectively stabilized in the multi-axis processing using the optical fiber. ing.

【0072】又、焦点レンズ203も有効直径を小さく
でき、小型化、コストの面で有利となる。
The effective diameter of the focusing lens 203 can also be reduced, which is advantageous in terms of size and cost.

【0073】以上のように、本実施例によれば、複数の
光ファイバーを用いたレーザ加工装置の加工ヘッド内の
焦点レンズの有効直径が、その位置でのそれぞれの光フ
ァイバーからの光広がり直径より小さく設定されてお
り、加工品質の均一化が図れるとともに、小型化、コス
ト面でも有利となる効果がある。更に、その加工形状の
アスペクト比についても、幅に対して深さ方向が大きい
アスペクト比を実現することができる。
As described above, according to this embodiment, the effective diameter of the focusing lens in the processing head of the laser processing apparatus using a plurality of optical fibers is smaller than the diameter of the light spread from each optical fiber at that position. This is advantageous in that the processing quality can be made uniform, and that the size and cost can be reduced. Further, as for the aspect ratio of the processed shape, an aspect ratio in which the depth direction is larger than the width can be realized.

【0074】又、本発明の参考例と第1の実施例を別個
に説明したが、必要に応じ、双方の構成をともに有する
レーザ加工装置としてもよい。
Although the reference example and the first embodiment of the present invention have been described separately, a laser processing apparatus having both of them may be used if necessary.

【0075】[0075]

【0076】[0076]

【発明の効果】 以上のように、本発明によれば、 複数の
光ファイバーを用いたレーザ加工装置の加工ヘッド内の
焦点レンズの有効直径が、その位置でのそれぞれの光フ
ァイバーからの光の広がり直径より小さく設定され、こ
れにより加工品質の均一化が図れ、小型化、コスト面で
も有利となりその効果は大きい。
As described above, according to the present invention, the effective diameter of the focusing lens in the processing head of the laser processing device using a plurality of optical fibers is determined by the spread diameter of light from each optical fiber at that position. The setting is made smaller, whereby the processing quality can be made uniform, and the size and cost are also advantageous, and the effect is great.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の参考例のレーザ加工装置の加工ヘッド
部分を示した断面図
FIG. 1 is a sectional view showing a processing head portion of a laser processing apparatus according to a reference example of the present invention.

【図2】本発明の第1の実施例のレーザ加工装置の加工
ヘッド部分を示した断面図
FIG. 2 is a sectional view showing a processing head of the laser processing apparatus according to the first embodiment of the present invention;

【図3】従来のレーザ加工装置を示す全体概略図FIG. 3 is an overall schematic diagram showing a conventional laser processing apparatus.

【図4】従来のレーザ加工装置を示す全体概略図FIG. 4 is an overall schematic view showing a conventional laser processing apparatus.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−367387(JP,A) 特開 昭59−73192(JP,A) 特開 昭61−193794(JP,A) 実開 平2−73612(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B23K 26/00 - 26/08 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-4-36787 (JP, A) JP-A-59-73192 (JP, A) JP-A-61-193794 (JP, A) 73612 (JP, U) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) B23K 26/00-26/08

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 レーザ光源と、前記レーザ光源より出射
されたレーザ光が入射される複数の光ファイバーと、前
記光ファイバーの各々に対応して連結されたレンズ系を
含む複数の加工ヘッドと、前記加工ヘッドに対向した被
加工試料載置用テーブルとを有し、前記光ファイバーか
ら前記レンズ系に入射する光の広がり直径が、前記レン
ズ系の位置において、前記レンズ系の有効直径より大き
いレーザ加工装置。
1. A laser light source, a plurality of optical fibers into which laser light emitted from the laser light source is incident, a plurality of processing heads including a lens system connected to each of the optical fibers, and the processing A laser processing apparatus comprising: a workpiece mounting table opposed to a head, wherein a spread diameter of light incident on the lens system from the optical fiber is larger than an effective diameter of the lens system at the position of the lens system.
【請求項2】 レンズ系の位置において、前記レンズ系
の有効直径より外側に位置するレーザ光を、実質的に遮
蔽する手段を有する請求項記載のレーザ加工装置。
In the position of 2. A lens system, the laser beam is located outside the effective diameter of the lens system, the laser processing apparatus of claim 1 further comprising means for substantially shielding.
【請求項3】 レンズ系の有効直径より外側に位置する
レーザ光を遮蔽する手段は、加工ヘッドの内面である請
求項記載のレーザ加工装置。
3. The laser processing apparatus according to claim 2 , wherein the means for blocking the laser light located outside the effective diameter of the lens system is an inner surface of the processing head.
【請求項4】 レーザ光源と、前記レーザ光源より出射
されたレーザ光が入射される複数の光ファイバーと、前
記光ファイバーに連結され、前記光ファイバを出射した
レーザ光が入射されるレンズ系を含む複数の加工ヘッド
と、前記加工ヘッドに対向した平面上において所望の位
置に移動可能な被加工試料載置用テーブルとを有し、前
記光ファイバーの出射端を固定し、前記固定された光フ
ァイバーの出射端に対して、前記加工ヘッドの少なくと
もレンズ系が、前記平面と交差する方向に相対移動可能
な調整手段を設け、かつ前記光ファイバーから前記レン
ズ系に入射する光の広がり直径が、前記レンズ系の位置
において、前記レンズ系の有効直径より大きいレーザ加
工装置。
4. A plurality including a laser light source, a plurality of optical fibers into which the laser light emitted from the laser light source is incident, and a lens system connected to the optical fiber and into which the laser light emitted from the optical fiber is incident. A processing head, and a workpiece mounting table that can be moved to a desired position on a plane facing the processing head, fixing an output end of the optical fiber, and an output end of the fixed optical fiber. In contrast, at least the lens system of the processing head is provided with adjusting means capable of relatively moving in a direction intersecting with the plane, and the spread diameter of light incident on the lens system from the optical fiber is determined by the position of the lens system. 3. The laser processing apparatus according to claim 1, wherein the laser processing apparatus is larger than an effective diameter of the lens system.
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